Cercetătorii au dezvoltat un test de sânge extrem de sensibil care poate detecta o proteină cheie produsă de celulele canceroase.

Testul arată promițător pentru detectarea precoce a cancerului, raportează cercetătorii.

Majoritatea cancerelor devin mortale prin păstrarea unui profil scăzut, fără a provoca simptome până când sunt prea avansate pentru a fi tratate. Cancerele ovariene și gastroesofagiene sunt printre cele mai notorii pentru această progresie vicleană a bolii, ducând adesea la diagnostice în stadiu avansat.

Spre deosebire de multe teste de cancer care sunt limitate ca scop, costisitoare sau se bazează pe prelevarea de țesuturi invazive, noua metodă este un detector multi-cancer cu costuri reduse, care poate detecta prezența proteinei semnalizatoare, cunoscută sub numele de LINE-1-ORF1p. , într-o cantitate mică de sânge în mai puțin de două ore.

„Testul are un potențial inovator ca test de diagnostic precoce pentru cancerele letale”, spune Michael P. Rout, șeful Laboratorului de Biologie Celulară și Structurală de la Universitatea Rockefeller. „Aceste tipuri de instrumente de detectare ultrasensibile sunt gata să îmbunătățească rezultatele pacienților în moduri transformatoare.”

Detectarea biomarkerilor de cancer

Detectarea biomarkerilor de cancer este un domeniu tânăr și în creștere. Există o serie de astfel de biomarkeri, dar pot avea dezavantaje. Unele necesită biopsii chirurgicale. Alții sunt angajați numai după apariția simptomelor, ceea ce poate fi prea târziu pentru o intervenție eficientă. Cele mai multe sunt proteine ​​umane normale care au variabilitate de la o persoană la alta, ceea ce face ca o singură valoare să fie greu de interpretat. Și mulți sunt vizați de un anumit cancer, restrângându-și gama.

Dar recent, este posibil să fi apărut un nou biomarker important pentru detectarea mai devreme. Acea proteină, cunoscută sub numele de LINE-1 ORF1p, a intrat pe radarul cercetătorilor în urmă cu aproximativ un deceniu. LINE-1 este un retrotransposon, un element asemănător virusului prezent în fiecare celulă umană care se reproduce printr-un mecanism de copiere și lipire, rezultând o nouă copie într-o nouă poziție în genom. ORF1p este o proteină pe care o produce la niveluri ridicate în cancer.

„Transpozonii sunt în mod normal exprimați în spermatozoizi și ovule și în timpul embriogenezei, așa că există unele circumstanțe în care există o expresie non-patobiologică a transpozonilor”, spune coautorul John LaCava, profesor asociat de cercetare, specializat în cercetarea LINE-1. „Dar în caz contrar, aceste „gene săritoare” sunt reduse la tăcere în genom, deoarece activitatea lor creează stres și insulte în celulă.”

De cele mai multe ori, corpul ține LINE-1 în frâu.

„Există straturi de mecanisme care împiedică LINE-1 să fie exprimată și să producă ORF1p, astfel încât să putem folosi prezența proteinei ca proxy pentru o celulă nesănătoasă care nu mai are control asupra transcriptomului său”, spune LaCava. „Nu ar trebui să găsiți ORF1p în sângele unei persoane sănătoase.”

În ultimii cinci ani, spune el, „a devenit foarte clar că aceste proteine ​​devin foarte crescute în majoritatea cancerelor”, inclusiv multe dintre cele mai comune și letale cancere de esofag, colon, plămân, sân, prostată, ovare, uter, pancreas și cap și gât.

Deoarece celulele carcinomului produc ORF1p de la debutul bolii, cercetătorii au căutat de mult timp un test sensibil și precis pentru a detecta ORF1p cât mai devreme posibil. Capacitatea de a-l detecta la pacienți înainte ca un cancer să aibă șansa de a se răspândi ar putea salva vieți.

Nanocorpuri personalizate de la lame

Cercetătorii Rockefeller au făcut echipă cu investigatorii principali de la Mass General Brigham, Institutul Wyss pentru Inginerie Inspirată Biologic de la Universitatea Harvard și Institutul de Cancer Dana-Farber, împreună cu alte instituții partenere, pentru a crea un test rapid, cu costuri reduse, capabil să detecteze ORF1p în plasma, care reprezintă mai mult de jumătate din conținutul sângelui uman.

Noul studiu folosește o tehnologie de detectare bazată pe o singură moleculă, cunoscută sub numele de Simoa, care a fost dezvoltată de coautorul David Walt, de la Harvard. Echipa Rockefeller a contribuit cu nanocorpi personalizate derivate și proiectate din apeluri să acționeze ca reactivi de captură care prind proteina ORF1p și ca sonde sensibile pentru a o detecta.

„Am dezvoltat acești reactivi ca parte a misiunii noastre de a captura și descrie asocierile moleculare ale ORF1p cu alte proteine ​​din cancerele colorectale”, spune LaCava. „Știam că majoritatea cancerelor colorectale au o abundență de proteine ​​LINE-1, așa că ne-am gândit că interacțiunile pe care le formează ar putea deregla funcțiile normale ale celulelor în moduri care beneficiază de cancer. Izolarea particulelor LINE-1 ne-a permis să aruncăm o privire mai atentă asupra acestor interacțiuni. Mai târziu, a fost clar că colaboratorii noștri de la Harvard ar putea folosi aceiași reactivi pentru testul lor de dezvoltare a biomarkerilor, așa că i-am împărtășit.”

Cercetătorii au descoperit că testul a fost foarte precis la detectarea ORF1p în probele de sânge ale pacienților cu o varietate de cancere, inclusiv cancer ovarian, gastroesofagian și colorectal. Costă mai puțin de 3 USD pentru a produce și returnează rezultate rapide.

„Am fost șocați de cât de bine a funcționat acest test pentru toate tipurile de cancer”, spune Martin Taylor, de la departamentul de patologie de la Spitalul General din Massachusetts și autorul principal al studiului în jurnal. Descoperirea cancerului.

Cercetătorii au analizat, de asemenea, plasma a 400 de oameni sănătoși, cu vârsta cuprinsă între 20 și 90 de ani, care au donat sânge la Biobankul generalului de masă Brigham; ORF1p a fost nedetectabil la 97-99% dintre ei. Dintre cele cinci persoane care aveau ORF1p detectabil, s-a descoperit că persoana cu cel mai înalt nivel avea cancer de prostată avansat, șase luni mai târziu.

Răspunsul la terapia cancerului

O altă utilizare potențială a testului este monitorizarea modului în care un pacient răspunde la terapia cancerului. Dacă un tratament este eficient, nivelul ORF1p din sângele pacientului ar trebui să scadă, spune LaCava. Într-o parte a studiului, cercetătorii au studiat 19 pacienți tratați pentru cancer gastroesofagian; la cele 13 persoane care au răspuns la tratament, nivelurile de ORF1p au scăzut sub limita de detecție a testului.

Urmărirea proteinei ar putea fi încorporată în asistența medicală de rutină, spune LaCava. „Într-o perioadă sănătoasă din viața ta, ți-ar putea măsura nivelurile ORF1p pentru a stabili o valoare de referință. Apoi, medicul dumneavoastră ar fi atent la orice vârfuri ale nivelurilor ORF1p, care ar putea indica o schimbare a stării dumneavoastră de sănătate. Deși ar putea exista unele fluctuații minore ale ORF1p ici și colo, o creștere ar fi un motiv pentru o investigație mai profundă.”

Rezultatele studiului ilustrează, de asemenea, potențialul imens al reactivilor nanocorpi generați prin studiul interatomiei, spune Rout. Interactomics încearcă să înțeleagă interacțiunile dinamice ale milioanelor de componente individuale dintr-o celulă, în special proteinele și acizii nucleici. Aceste interacțiuni formează complexe macromoleculare care transmit informații și controlează comportamentele celulare. Modificările patogene ale acestor interacțiuni stau la baza tuturor bolilor.

„Există o nevoie esențială de instrumente mult mai bune pentru a dezvălui și diseca interatomii care abia începe să fie îndeplinite”, spune Rout. „În acest scop, colaborăm adesea cu alte instituții la dezvoltarea de reactivi, cum ar fi nanocorpii noștri derivati ​​din lamă. Produsele rezultate nu sunt simple instrumente de cercetare – au un potențial enorm în mâinile medicilor.”

Sursa: Studiu original