Tutkijat ovat kehittäneet erittäin herkän verikokeen, joka voi havaita syöpäsolujen tuottaman avainproteiinin.

Tutkijat raportoivat, että testi lupaa varhaisen syövän havaitsemisen.

Useimmat syövät muuttuvat tappaviksi pitämällä matalaa profiilia, eivätkä aiheuta oireita, ennen kuin ne ovat liian edistyneitä hoidettavaksi. Munasarja- ja ruokatorven syövät ovat tunnetuimpia tästä viekkaasta taudin etenemisestä, mikä johtaa usein myöhäisvaiheen diagnoosiin.

Toisin kuin monet syöpätestit, jotka ovat laajuudeltaan rajallisia, kalliita tai jotka perustuvat invasiiviseen kudosnäytteisiin, uusi menetelmä on edullinen, usean syövän ilmaisin, joka voi havaita LINE-1-ORF1p:nä tunnetun proteiinin läsnäolon. , pienessä määrässä verta alle kahdessa tunnissa.

"Määrityksellä on uraauurtava potentiaali tappavien syöpien varhaisessa diagnostisessa testissä", sanoo Michael P. Rout, Rockefeller-yliopiston solu- ja rakennebiologian laboratorion johtaja. "Tällaiset ultraherkät tunnistuslaitteet ovat valmiita parantamaan potilaiden tuloksia muuntavilla tavoilla."

Syövän biomarkkerien havaitseminen

Syövän biomarkkerien havaitseminen on nuori ja kasvava ala. Tällaisia ​​biomarkkereita on useita, mutta niillä voi olla haittoja. Jotkut vaativat kirurgiset biopsiat. Toiset otetaan käyttöön vasta oireiden ilmaantumisen jälkeen, mikä voi olla liian myöhäistä tehokkaaseen toimenpiteeseen. Useimmat ovat normaaleja ihmisen proteiineja, jotka vaihtelevat henkilöstä toiseen, mikä tekee yksittäisestä arvosta vaikeasti tulkittavan. Ja monet on kohdistettu tiettyyn syöpään, mikä kaventaa niiden valikoimaa.

Mutta äskettäin on saattanut ilmaantua tärkeä uusi biomarkkeri aikaisempaa havaitsemista varten. Tämä proteiini, joka tunnetaan nimellä LINE-1 ORF1p, tuli tutkijoiden tutkalle noin vuosikymmen sitten. LINE-1 on retrotransposoni, jokaisessa ihmissolussa oleva viruksen kaltainen elementti, joka replikoituu kopioi ja liitä -mekanismin kautta, mikä johtaa uuden kopion uuteen paikkaan genomissa. ORF1p on proteiini, jota se tuottaa suuria määriä syövässä.

"Transposonit ilmentyvät normaalisti siittiöissä ja munasoluissa ja alkion synnyn aikana, joten joissakin tilanteissa sinulla on ei-patobiologista transposonien ilmentymistä", sanoo LINE-1-tutkimukseen erikoistunut apulaisprofessori John LaCava. "Mutta muuten nämä "hyppäävät geenit" hiljennetään genomissa, koska niiden toiminta aiheuttaa stressiä ja loukkauksia solussa.

Suurimman osan ajasta keho pitää LINE-1:n kurissa.

"On olemassa kerroksia mekanismeja, jotka estävät LINE-1:n ilmentymisen ja ORF1p:n tuottamisen, joten voimme käyttää proteiinin läsnäoloa välityspalvelimena epäterveelle solulle, joka ei enää hallitse transkriptomiaan", LaCava sanoo. "ORF1p:tä ei pitäisi löytää terveen ihmisen verenkierrosta."

Viimeisten viiden vuoden aikana hän sanoo: "On tullut täysin selväksi, että nämä proteiinit lisääntyvät suuresti useimmissa syövissä", mukaan lukien monet yleisimmistä ja tappavimmista ruokatorven, paksusuolen, keuhkojen, rintojen, eturauhasen, munasarjojen, kohdun syövistä, haima sekä pää ja kaula.

Koska karsinoomasolut tekevät ORF1p:n taudin alkamisesta lähtien, tutkijat ovat pitkään etsineet herkkää ja tarkkaa testiä ORF1p:n havaitsemiseksi mahdollisimman varhaisessa vaiheessa. Kyky havaita se potilailla ennen kuin syöpä ehtii levitä, voi mahdollisesti pelastaa ihmishenkiä.

Mukautetut nanokappaleet laamoilta

Rockefeller-tutkijat työskentelivät yhdessä johtavien tutkijoiden kanssa Mass General Brighamista, Harvardin yliopiston Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering -instituutista ja Dana-Farber Cancer Institutesta yhdessä muiden kumppanuusinstituutioiden kanssa suunnitellakseen nopean ja edullisen määrityksen, joka pystyy havaitsemaan ORF1p:n plasmaa, joka muodostaa yli puolet ihmisveren sisällöstä.

Uudessa tutkimuksessa käytetään yksimolekyylipohjaista tunnistustekniikkaa, joka tunnetaan nimellä Simoa ja jonka on kehittänyt David Walt Harvardista. Rockefeller-tiimi toimitti räätälöityjä nanokappaleita, jotka on johdettu ja valmistettu niistä laamoja toimia sieppausreagensseina, jotka vangitsevat ORF1p-proteiinin, ja herkkinä koettimina sen havaitsemiseksi.

"Kehitimme nämä reagenssit osana tehtäväämme vangita ja kuvata ORF1p:n molekyyliyhdistelmiä muiden proteiinien kanssa kolorektaalisyövissä", LaCava sanoo. "Tiesimme, että useimmissa paksusuolensyövissä on runsaasti LINE-1-proteiineja, joten päätimme, että niiden muodostama vuorovaikutus saattaa häiritä normaaleja solutoimintoja tavoilla, jotka hyödyttävät syöpää. LINE-1-hiukkasten eristäminen antoi meille mahdollisuuden tarkastella lähemmin näitä vuorovaikutuksia. Myöhemmin kävi selväksi, että yhteistyökumppanimme Harvardissa voisivat käyttää samoja reagensseja kehittäessään biomarkkerimäärityksiä, joten jaoimme ne."

Tutkijat havaitsivat, että määritys oli erittäin tarkka ORF1p:n havaitsemisessa potilaiden verinäytteistä, joilla oli erilaisia ​​syöpiä, mukaan lukien munasarja-, gastroesofageaali- ja paksusuolensyöpä. Sen tuottaminen maksaa alle 3 dollaria ja tuottaa nopeasti tuloksia.

"Olimme järkyttyneitä siitä, kuinka hyvin tämä testi toimi syöpätyypeissä", sanoo Martin Taylor Massachusettsin yleissairaalan patologian osastolta ja lehden tutkimuksen pääkirjoittaja. Syöpä löytö.

Tutkijat analysoivat myös 400 terveen 20–90-vuotiaan ihmisen plasmaa, jotka olivat luovuttaneet verta Mass General Brigham Biobankille. ORF1p oli havaitsematon 97–99 %:lla heistä. Niistä viidestä ihmisestä, joilla oli havaittavissa oleva ORF1p, henkilöllä, jolla oli korkein taso, todettiin kuusi kuukautta myöhemmin edennyt eturauhassyöpä.

Syövän hoitovaste

Toinen mahdollinen määrityksen käyttötarkoitus on seurata, kuinka potilas reagoi syöpähoitoon. Jos hoito on tehokas, potilaan veren ORF1p-tason pitäisi laskea, LaCava sanoo. Tutkimuksen yhdessä osassa tutkijat tutkivat 19 potilasta, joita hoidettiin maha- ja ruokatorven syöpää varten; niillä 13 ihmisellä, jotka reagoivat hoitoon, ORF1p-tasot putosivat määrityksen havaintorajan alapuolelle.

Proteiinin seuranta voitaisiin mahdollisesti sisällyttää rutiininomaiseen terveydenhuoltoon, LaCava sanoo. ”Elämäsi terveenä aikana voit mitata ORF1p-tasosi perustason määrittämiseksi. Sitten lääkärisi vain pitää silmällä ORF1p-tason piikkien varalta, mikä voi viitata muutokseen terveydentilassasi. Vaikka pieniä ORF1p-vaihteluita saattaa esiintyä siellä täällä, piikki olisi syy syvempään tutkimukseen."

Tutkimustulokset havainnollistavat myös interaktomiikkaa tutkimalla syntyneiden nanokereagenssien valtavaa potentiaalia, Rout sanoo. Interactomics pyrkii ymmärtämään miljoonien solun yksittäisten komponenttien, erityisesti sen proteiinien ja nukleiinihappojen, dynaamisia vuorovaikutuksia. Nämä vuorovaikutukset muodostavat makromolekyylikomplekseja, jotka välittävät tietoa ja ohjaavat solujen käyttäytymistä. Patogeeniset muutokset näissä vuorovaikutuksissa ovat kaikkien sairauksien taustalla.

"Tarvitaan paljon parempia työkaluja interaktomien paljastamiseen ja dissektointiin, jotka vasta alkavat täyttyä", Rout sanoo. "Tätä tarkoitusta varten teemme usein yhteistyötä muiden laitosten kanssa reagenssien, kuten laamaperäisten nanokappaleidemme, kehittämisessä. Tuloksena saadut tuotteet eivät ole pelkkiä tutkimustyökaluja – niillä on valtava potentiaali lääkäreiden käsissä.”

Lähde: Alkuperäinen tutkimus