Создан быстрый тест / анализ крови на все типы солидных опухолей
Идея общего, быстрого и простого теста / анализа крови на всевозможные типы рака почти стала реальностью стараниями ученых из Стэнфордского университета.
Исследователи из университетской школы медицины опубликовали в Nature Medicine статью, где они описывают сверхчувствительный метод обнаружения ДНК опухолей в крови пациента.
Проведенные ранее исследования уже показали, что циркулирующая в крови ДНК опухолевых клеток – это многообещающий биомаркер рака.
Но существующие методы анализа недостаточно чувствительны для их обнаружения и не покрывают весь спектр раковых опухолей.
Способы повысить чувствительность тестов существуют, но они очень дорогостоящие и требуют много времени. Кроме того, такие тесты требуется «настроить» индивидуально для каждого пациента, а это неприемлемо в условиях обычной загруженной клиники.
Новый подход обещает изменить все в диагностике рака. Исследователи говорят, что они разработали высокочувствительный и специфичный метод, который покрывает практически все солидные опухоли.
Их тест позволяет идентифицировать около половины пациентов с раком легких 1-й стадии и практически всех пациентов со 2-й стадией болезни. Ученые доказали, что уровень циркулирующей в крови ДНК рака коррелирует с размерами опухолей, которые устанавливают методами ПЭТ и КТ.
Они предлагают подход, базирующийся на оригинальном методе CAPP-Seq (Cancer Personalized Profiling by deep Sequencing), который может в перспективе превзойти все существующие лабораторные методы диагностики и будет стоить намного меньше.
Максимилиан Дьен (Maximilian Diehn), соавтор исследования и профессор онкорадиологии, поясняет: «Во-первых, техника должна быть очень чувствительной и обнаруживать минимальные количества ДНК опухоли в крови. Во-вторых, чтобы быть клинически полезным, новый тест «прямо с полки» (без персональных настроек) должен работать для большинства пациентов».
Другой исследователь Аш Ализаде (Ash Alizadeh), преподаватель медицины, поясняет, почему так интересна разработка универсального теста на солидные опухоли: «Рак крови, такой как лейкемия, легко диагностировать и наблюдать по анализам крови. Получив универсальный метод выявления ДНК солидных опухолей, мы сможем отслеживать их с такой же легкостью».
Раковые клетки делятся и умирают, даже без лечения. Когда клетка гибнет, ее ДНК из ядра попадает в кровоток. Генетический материал клетки, разумеется, присутствует в крови в ничтожной концентрации – от 1 на 1000 до 1 на 10000 фрагментов ДНК здоровых клеток. Даже у пациентов с поздними стадиями рака подавляющее большинство клеток в организме – нормальные клетки, и здесь концентрация ДНК опухоли будет мала.
Поэтому тест, который позволяет быстро и неинвазивно отслеживать концентрацию раковой ДНК, будет невероятно полезен для клиницистов. Он поможет оценивать размеры опухоли, ее изменение со временем, а также контролировать ответ на лечение.
В своем исследовании ученые тестировали пациентов с немелкоклеточным раком легких (сюда входит большая часть типов рака легких, включая аденокарциномы, плоскоклеточные карциномы, крупноклеточный рак). Но они говорят, что с таким же успехом технология будет определять и другие опухоли.
В один прекрасный день новая технология будет широко использоваться для мониторинга болезни у людей с уже диагностированным раком. Исследователи уверены, что она имеет огромный потенциал и в области скрининга на рак у здоровых людей.
Хотя тест представлен как универсальный, он пока может определять только некоторые типы ДНК. Каждая опухоль генетически отличается у разных пациентов, но есть некоторые наборы мутаций, которые характерны для определенного типа рака у всех людей.
Поэтому главный вызов для ученых сегодня – это определить как можно больше этих уникальных наборов последовательностей ДНК, и с их помощью выявлять опухоли у любого человека, который пришел в клинику, без персональных настроек.
Профессор Ализаде говорит, что, используя метод биоинформатики, они проанализировали несколько участков генома, связанных с характерными для рака мутациями: «Мы поближе взглянули на гены, которые чаще всего нарушены при этом раке, и с помощью вычислительной техники построили то, что мы называем генетической архитектурой рака. Эта та самая последовательность ДНК, которая имеется в данной опухоли у всех пациентов».
Ученые нашли 139 генов, которые представляют всего лишь 0,004% генома человеческой клетки, но постоянно обнаруживаются при немелкоклеточном раке легких.
Профессор Дьен говорит, что сегодня нет надежных биомаркеров рака легких – рака, который забирает больше всего жизней. Он восхищен полученными результатами, которые «дали миру новый клинически полезный биомаркер, способный произвести революцию в диагностике и мониторинге смертельной болезни».
Профессор сказал: «Также представляется возможным использовать метод CAPP-Seq на ранних стадиях для отбора пациентов, которые больше всего выиграют от тех или иных методов лечения – облучения, химиотерапии или иммунотерапии».
Исследование финансировалось Департаментом обороны США и Национальным институтом здоровья.
Исследователи из университетской школы медицины опубликовали в Nature Medicine статью, где они описывают сверхчувствительный метод обнаружения ДНК опухолей в крови пациента.
Проведенные ранее исследования уже показали, что циркулирующая в крови ДНК опухолевых клеток – это многообещающий биомаркер рака.
Но существующие методы анализа недостаточно чувствительны для их обнаружения и не покрывают весь спектр раковых опухолей.
Способы повысить чувствительность тестов существуют, но они очень дорогостоящие и требуют много времени. Кроме того, такие тесты требуется «настроить» индивидуально для каждого пациента, а это неприемлемо в условиях обычной загруженной клиники.
Новый подход обещает изменить все в диагностике рака. Исследователи говорят, что они разработали высокочувствительный и специфичный метод, который покрывает практически все солидные опухоли.
Их тест позволяет идентифицировать около половины пациентов с раком легких 1-й стадии и практически всех пациентов со 2-й стадией болезни. Ученые доказали, что уровень циркулирующей в крови ДНК рака коррелирует с размерами опухолей, которые устанавливают методами ПЭТ и КТ.
Они предлагают подход, базирующийся на оригинальном методе CAPP-Seq (Cancer Personalized Profiling by deep Sequencing), который может в перспективе превзойти все существующие лабораторные методы диагностики и будет стоить намного меньше.
Две проблемы теста
При разработке своего теста команда ученых столкнулась с двумя основными проблемами.Максимилиан Дьен (Maximilian Diehn), соавтор исследования и профессор онкорадиологии, поясняет: «Во-первых, техника должна быть очень чувствительной и обнаруживать минимальные количества ДНК опухоли в крови. Во-вторых, чтобы быть клинически полезным, новый тест «прямо с полки» (без персональных настроек) должен работать для большинства пациентов».
Другой исследователь Аш Ализаде (Ash Alizadeh), преподаватель медицины, поясняет, почему так интересна разработка универсального теста на солидные опухоли: «Рак крови, такой как лейкемия, легко диагностировать и наблюдать по анализам крови. Получив универсальный метод выявления ДНК солидных опухолей, мы сможем отслеживать их с такой же легкостью».
Раковые клетки делятся и умирают, даже без лечения. Когда клетка гибнет, ее ДНК из ядра попадает в кровоток. Генетический материал клетки, разумеется, присутствует в крови в ничтожной концентрации – от 1 на 1000 до 1 на 10000 фрагментов ДНК здоровых клеток. Даже у пациентов с поздними стадиями рака подавляющее большинство клеток в организме – нормальные клетки, и здесь концентрация ДНК опухоли будет мала.
Поэтому тест, который позволяет быстро и неинвазивно отслеживать концентрацию раковой ДНК, будет невероятно полезен для клиницистов. Он поможет оценивать размеры опухоли, ее изменение со временем, а также контролировать ответ на лечение.
Новый анализ основан на старом методе
Ученые нашли способ улучшить существующие методы экстракции, обработки и анализа ДНК. Они назвали свой метод CAPP-Seq (Cancer Personalized Profiling by deep Sequencing). Он вполне способен уже сейчас идентифицировать 1 молекулу раковой ДНК среди 10000 молекул здоровых клеток в крови больного.В своем исследовании ученые тестировали пациентов с немелкоклеточным раком легких (сюда входит большая часть типов рака легких, включая аденокарциномы, плоскоклеточные карциномы, крупноклеточный рак). Но они говорят, что с таким же успехом технология будет определять и другие опухоли.
В один прекрасный день новая технология будет широко использоваться для мониторинга болезни у людей с уже диагностированным раком. Исследователи уверены, что она имеет огромный потенциал и в области скрининга на рак у здоровых людей.
Хотя тест представлен как универсальный, он пока может определять только некоторые типы ДНК. Каждая опухоль генетически отличается у разных пациентов, но есть некоторые наборы мутаций, которые характерны для определенного типа рака у всех людей.
Поэтому главный вызов для ученых сегодня – это определить как можно больше этих уникальных наборов последовательностей ДНК, и с их помощью выявлять опухоли у любого человека, который пришел в клинику, без персональных настроек.
Поиски ключа
Главной стадией исследования стало изучение генома 407 пациентов с немелкоклеточным раком легких.Профессор Ализаде говорит, что, используя метод биоинформатики, они проанализировали несколько участков генома, связанных с характерными для рака мутациями: «Мы поближе взглянули на гены, которые чаще всего нарушены при этом раке, и с помощью вычислительной техники построили то, что мы называем генетической архитектурой рака. Эта та самая последовательность ДНК, которая имеется в данной опухоли у всех пациентов».
Ученые нашли 139 генов, которые представляют всего лишь 0,004% генома человеческой клетки, но постоянно обнаруживаются при немелкоклеточном раке легких.
Профессор Дьен говорит, что сегодня нет надежных биомаркеров рака легких – рака, который забирает больше всего жизней. Он восхищен полученными результатами, которые «дали миру новый клинически полезный биомаркер, способный произвести революцию в диагностике и мониторинге смертельной болезни».
Профессор сказал: «Также представляется возможным использовать метод CAPP-Seq на ранних стадиях для отбора пациентов, которые больше всего выиграют от тех или иных методов лечения – облучения, химиотерапии или иммунотерапии».
Исследование финансировалось Департаментом обороны США и Национальным институтом здоровья.
Жидкая биопсия – инновационный анализ при раке
Американские ученые обнаружили новый биомаркер глиомы