放射治疗通过破坏癌细胞的DNA起作用。总的来说这是一个有效的策略，但是许多癌症的细胞亚群能够通过使用DNA损伤修复机制在最初的放射治疗方案中存活下来。这通常会导致癌症复发时对进一步辐射的抵抗。由Roel Verhaak领导的研究小组分析了放疗前后患者的癌症，并在许多治疗后的样本中发现了缺失的特征。这一发现表明，将放射治疗与DNA修复抑制结合可能提高疗效。
电离辐射被用于治疗将近一半的癌症患者。放射疗法的工作原理是破坏癌细胞的DNA，而细胞的DNA损伤如此之大，以至于它们无法充分修复，很快就会停止复制并死亡。总的来说，这是一种有效的策略，放射治疗是一种常见的一线癌症治疗选择。不幸的是，许多癌症的细胞亚群能够通过发展能够修复DNA损伤的机制而在最初的放射治疗方案中存活下来。这通常会导致癌症复发时对进一步辐射的抵抗。但直到最近，人们对放疗后癌细胞基因组中究竟发生了什么知之甚少。
为了探究放疗后癌症基因组学的特征，杰克逊实验室(Jackson Laboratory)的Roel Verhaak博士领导了一个团队，对190名患者的神经胶质瘤(一种脑癌)进行了分析，分析了它们最初出现时和复发后的情况。他们还研究了其他近3700个治疗后转移性肿瘤的数据。在《自然-遗传学》杂志上发表的“放射疗法与导致癌症患者不良预后的缺失特征相关”中，研究人员展示了研究结果，显示放射治疗与以大量DNA缺失的形式出现的基因组损伤有关。这项研究还表明，容易出错的DNA损伤修复机制是缺失特征的一个重要因素。靶向这种DNA修复机制可能有助于最大限度地提高放疗的疗效。该研究由Floris Barthel医学博士和Emre Kocakavuk医学博士共同领导，前者是小组的高级研究员，后者是来自德国埃森大学医院的访问学生。
通过分析治疗前和治疗后的胶质瘤数据集以及治疗后的转移性肿瘤数据集，Verhaak和他的团队发现放射治疗后小(5 - 15碱基对)缺失和染色体或染色体臂水平缺失显著增加。此外，处理后的小缺失模式具有明显的特征，意味着典型的非同源端连接(c-NHEJ)是辐射诱导DNA损伤的首选修复途径。
c-NHEJ是一种容易出错的DNA修复机制，癌细胞需要利用它来减轻辐射造成的损害。我们发现小的缺失通常因此而发生。”Verhaak说。
研究还表明，获得高小缺失负荷的患者放疗后的生存期明显短于其他患者。这一发现表明，缺失特征与后续放疗敏感性的丧失有关，并提示许多小缺失的存在可能作为放射治疗反应的生物标志物。有些矛盾的是，获得高缺负荷特征名的肿瘤似乎变得更强大，拥有足够的(如果不是精确的)DNA修复，以存活突变诱导治疗。因此，即使最初的放疗是有效的，表现出这种基因特征的复发性肿瘤不太可能对更多的治疗有反应。
另一方面，该研究支持DNA修复抑制剂可能是一种有效的治疗策略，并且可以改善癌细胞对放疗的反应。在这一点上，研究确实表明，被称为PARP抑制剂的药物对治疗各种癌症类型是有效的，初步工作正在进行，以评估其他候选DNA修复机制抑制剂。
Barthel说:“在放射后肿瘤中发现c-NHEJ的显著特征是非常令人兴奋的，因为这表明在放射治疗期间减缓这种修复过程可能会增加治疗的有效性。”
