Tekoča biopsija z analizo modifikacije RNA odkrije kolorektalni rak v zgodnji fazi z 95-odstotno natančnostjo

Tekoče biopsije so testi, ki iščejo znake raka z uporabo preprostega odvzema krvi. Za razliko od tradicionalnih biopsij, ki zahtevajo odstranitev koščka tkiva, tekoča biopsija običajno išče mutacije ali spremembe v fragmentih DNK iz rakavih celic, ki krožijo v krvi.

Čeprav tekoče biopsije predstavljajo obetaven, neinvaziven način za odkrivanje in spremljanje raka med njegovim napredovanjem, v zgodnjih fazah bolezni niso tako občutljive in natančne.

Znanstveniki na Univerzi v Chicagu so razvili občutljivejši test tekoče biopsije, ki za odkrivanje raka uporablja RNK namesto DNK.

Z uporabo vzorcev krvi bolnikov z rakom debelega črevesa in danke je test z 95-odstotno natančnostjo odkril najzgodnejše faze bolezni, kar znatno presega obstoječe komercialne neinvazivne metode testiranja.

Težave pri zgodnji diagnozi

Ko tumorske celice odmrejo, se razgradijo in sprostijo delce genskega materiala v krvni obtok. Standardne tekoče biopsije se za odkrivanje raka zanašajo na to plavajočo DNK, imenovano krožeča prostocelična DNK (cfDNA).

Vendar pa je v zgodnjih fazah bolezni, ko tumorske celice še aktivno rastejo in se množijo, v krvi zelo malo cfDNA.

»To je bila velika težava pri zgodnjem odkrivanju. V krvi preprosto ni dovolj tumorske DNK,« je dejal Chuan He, doktor znanosti, zaslužni profesor kemije in profesor biokemije in molekularne biologije na Univerzi v Chicagu.
»To je bila za vse nas težava pri zgodnjem odkrivanju kolorektalnega raka, zato smo se odločili za uporabo RNA.«

Dr. He je glavni avtor študije z naslovom »Modifikacije proste RNA, pridobljene iz mikrobioma, v plazmi razlikujejo vzorce kolorektalnega raka«, objavljene v reviji Nature Biotechnology.

Zakaj RNK?

RNK je vmesna oblika genetske kode, ki kopira in izvaja navodila DNK za tvorbo beljakovin, ki jih celice potrebujejo. Testiranje RNK je dober pokazatelj genske aktivnosti, ker prisotnost RNK pomeni, da celice aktivno delujejo in gradijo beljakovine.

Za novo študijo sta podiplomska študenta Cheng-Wei Ju in Li-Sheng Zhang, nekdanji podoktorski sodelavec v Hejevem laboratoriju (zdaj profesor na Univerzi za znanost in tehnologijo v Hongkongu), začela raziskovati možnost uporabe krožeče proste celične RNA (cfRNA) namesto cfDNA za diagnosticiranje in odkrivanje raka.

Preučevanje mikrobioma

Študija je pokazala, da lahko ne le merimo modifikacije cfRNA iz človeških celic, temveč tudi zaznamo RNA iz črevesnih mikrobov. V našem prebavnem sistemu sobivajo milijarde bakterij, njihova aktivnost pa se spremeni tudi v prisotnosti raka.

»Ugotovili smo, da se RNK, ki jo sproščajo mikrobi, bistveno razlikuje med bolniki z rakom in zdravimi ljudmi,« je dejal dr. He.
»V črevesju, ko tumor začne rasti, se sosednji mikrobiom reorganizira kot odgovor na vnetje, kar vpliva na okoliške mikrobe.«

Populacija mikrobioma se obnavlja veliko hitreje kot človeške celice, saj več celic umre in sprošča fragmente RNK v krvni obtok. To pomeni, da bi test, ki meri spremembe mikrobne RNK, lahko zaznal potencialno tumorsko aktivnost veliko prej kot testi, ki temeljijo na DNK človeških tumorskih celic.

Rezultati

• Obstoječi komercialni testi, ki merijo DNK ali RNK v blatu, so pri raku v pozni fazi približno 90-odstotno natančni, vendar njihova natančnost v zgodnjih fazah pade pod 50 %.

• Nov test, ki temelji na modifikacijah RNK, je pokazal skoraj 95-odstotno natančnost, vključno z visoko natančnostjo v najzgodnejših fazah raka.

»To je prvič, da so bile modifikacije RNK uporabljene kot potencialni biomarker za raka, in izkazalo se je, da je to veliko bolj zanesljivo in občutljivo kot merjenje ravni RNK,« je dejal dr. He.
»Sposobnost odkrivanja raka v teh zgodnjih fazah je brez primere.«