Η υγρή βιοψία με ανάλυση τροποποίησης RNA ανιχνεύει καρκίνο του παχέος εντέρου σε πρώιμο στάδιο με ακρίβεια 95%

Οι υγρές βιοψίες είναι εξετάσεις που αναζητούν σημάδια καρκίνου χρησιμοποιώντας μια απλή αιμοληψία. Σε αντίθεση με τις παραδοσιακές βιοψίες, οι οποίες απαιτούν την αφαίρεση ενός τμήματος ιστού, μια υγρή βιοψία συνήθως αναζητά μεταλλάξεις ή αλλαγές στις τροποποιήσεις σε θραύσματα DNA από καρκινικά κύτταρα που κυκλοφορούν στο αίμα.

Ενώ οι υγρές βιοψίες αντιπροσωπεύουν έναν πολλά υποσχόμενο, μη επεμβατικό τρόπο ανίχνευσης και παρακολούθησης του καρκίνου καθώς εξελίσσεται, δεν είναι τόσο ευαίσθητες και ακριβείς στα πρώιμα στάδια της νόσου.

Επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο ανέπτυξαν μια πιο ευαίσθητη εξέταση υγρής βιοψίας που χρησιμοποιεί RNA αντί για DNA για την ανίχνευση καρκίνου.

Χρησιμοποιώντας δείγματα αίματος από ασθενείς με καρκίνο του παχέος εντέρου, το τεστ ήταν σε θέση να ανιχνεύσει τα πρώιμα στάδια της νόσου με ακρίβεια 95%, ξεπερνώντας σημαντικά τις υπάρχουσες εμπορικές μη επεμβατικές μεθόδους εξέτασης.

Δυσκολίες στην έγκαιρη διάγνωση

Όταν τα καρκινικά κύτταρα πεθαίνουν, διασπώνται και απελευθερώνουν κομμάτια γενετικού υλικού στην κυκλοφορία του αίματος. Οι τυπικές υγρές βιοψίες βασίζονται σε αυτό το αιωρούμενο DNA, που ονομάζεται κυκλοφορούν ελεύθερο DNA (cfDNA), για την ανίχνευση καρκίνου.

Ωστόσο, στα πρώιμα στάδια της νόσου, όταν τα καρκινικά κύτταρα εξακολουθούν να αναπτύσσονται και να πολλαπλασιάζονται ενεργά, υπάρχει πολύ λίγο cfDNA στο αίμα.

«Αυτό αποτελεί σημαντικό πρόβλημα για την έγκαιρη ανίχνευση. Απλώς δεν υπάρχει αρκετό DNA όγκου στο αίμα», δήλωσε ο Chuan He, PhD, Διακεκριμένος Καθηγητής Χημείας και Καθηγητής Βιοχημείας και Μοριακής Βιολογίας στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο.
«Αυτό αποτελεί πρόβλημα για όλους μας στην έγκαιρη ανίχνευση του καρκίνου του παχέος εντέρου, γι' αυτό αποφασίσαμε να χρησιμοποιήσουμε RNA».

Ο Δρ. Χε είναι ο κύριος συγγραφέας της μελέτης με τίτλο «Τροποποιήσεις του RNA χωρίς κύτταρα που προέρχεται από το μικροβίωμα στο πλάσμα διακρίνουν δείγματα καρκίνου του παχέος εντέρου», που δημοσιεύτηκε στο Nature Biotechnology.

Γιατί RNA;

Το RNA είναι μια ενδιάμεση μορφή γενετικού κώδικα που αντιγράφει και εκτελεί τις οδηγίες του DNA για να παράγει τις πρωτεΐνες που χρειάζονται τα κύτταρα. Η εξέταση RNA είναι ένας καλός δείκτης της γονιδιακής δραστηριότητας, επειδή η παρουσία RNA σημαίνει ότι τα κύτταρα εργάζονται ενεργά και παράγουν πρωτεΐνες.

Για τη νέα μελέτη, οι μεταπτυχιακοί φοιτητές Cheng-Wei Ju και Li-Sheng Zhang, πρώην μεταδιδακτορικός ερευνητής στο εργαστήριο του He (νυν καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας του Χονγκ Κονγκ), άρχισαν να διερευνούν τη δυνατότητα χρήσης κυκλοφορούντος ελεύθερου κυττάρων RNA (cfRNA) αντί για cfDNA για τη διάγνωση και ανίχνευση καρκίνου.

Μελετώντας το μικροβίωμα

Η μελέτη έδειξε ότι όχι μόνο μπορούσαμε να μετρήσουμε τις τροποποιήσεις cfRNA από ανθρώπινα κύτταρα, αλλά μπορούσαμε επίσης να ανιχνεύσουμε RNA από μικρόβια του εντέρου. Δισεκατομμύρια βακτήρια συνυπάρχουν μαζί μας στο πεπτικό μας σύστημα και η δραστηριότητά τους αλλάζει επίσης παρουσία καρκίνου.

«Διαπιστώσαμε ότι το RNA που απελευθερώνεται από τα μικρόβια είχε σημαντικές διαφορές μεταξύ των καρκινοπαθών και των υγιών ανθρώπων», είπε ο Δρ. Χε.
«Στο έντερο, όταν ένας όγκος αρχίζει να αναπτύσσεται, το γειτονικό μικροβίωμα αναδιοργανώνεται ως απόκριση στη φλεγμονή και αυτό επηρεάζει τα περιβάλλοντα μικρόβια».

Ο πληθυσμός του μικροβιώματος ανανεώνεται πολύ πιο γρήγορα από τα ανθρώπινα κύτταρα, με περισσότερα κύτταρα να πεθαίνουν και να απελευθερώνουν θραύσματα RNA στην κυκλοφορία του αίματος. Αυτό σημαίνει ότι μια εξέταση που μετρά τις τροποποιήσεις στο μικροβιακό RNA θα μπορούσε να ανιχνεύσει πιθανή δραστηριότητα όγκου πολύ νωρίτερα από τις εξετάσεις που βασίζονται στο DNA των ανθρώπινων καρκινικών κυττάρων.

Αποτελέσματα

• Οι υπάρχουσες εμπορικές εξετάσεις που μετρούν το DNA ή το RNA στα κόπρανα είναι περίπου 90% ακριβείς στον καρκίνο σε προχωρημένο στάδιο, αλλά η ακρίβειά τους πέφτει κάτω από το 50% στα πρώιμα στάδια.

• Ένα νέο τεστ βασισμένο σε τροποποιήσεις RNA έδειξε σχεδόν 95% ακρίβεια συνολικά, συμπεριλαμβανομένης υψηλής ακρίβειας στα πρώιμα στάδια του καρκίνου.

«Αυτή είναι η πρώτη φορά που οι τροποποιήσεις RNA έχουν χρησιμοποιηθεί ως πιθανός βιοδείκτης για τον καρκίνο και έχει αποδειχθεί πολύ πιο αξιόπιστη και ευαίσθητη από τη μέτρηση των επιπέδων RNA», δήλωσε ο Δρ. Χε.
«Η ικανότητα ανίχνευσης του καρκίνου σε αυτά τα πρώιμα στάδια είναι άνευ προηγουμένου».