A kutatók rendkívül érzékeny vérvizsgálatot fejlesztettek ki, amely képes kimutatni a rákos sejtek által termelt kulcsfontosságú fehérjét.

A teszt ígéretet mutat a rák korai felismerésére – számolnak be a kutatók.

A legtöbb rák halálossá válik azáltal, hogy alacsony profilt tart fenn, és nem okoz tünetet, amíg túl előrehaladott állapotban van a kezeléshez. A petefészek- és a gyomor-nyelőcsőrák a leghírhedtebbek a ravasz betegség progressziójáról, ami gyakran késői stádiumú diagnózisokhoz vezet.

Ellentétben sok olyan rákvizsgálattal, amelyek korlátozottak, költségesek vagy invazív szövetmintavételen alapulnak, az új módszer egy olcsó, több rák detektor, amely képes érzékelni a LINE-1-ORF1p néven ismert árulkodó fehérje jelenlétét. , kis mennyiségű vérben kevesebb mint két óra alatt.

"A vizsgálat úttörő potenciállal rendelkezik a halálos rákok korai diagnosztikai tesztjeként" - mondja Michael P. Rout, a Rockefeller Egyetem sejt- és szerkezetbiológiai laboratóriumának vezetője. "Az ilyen típusú ultraérzékeny érzékelő műszerek alkalmasak arra, hogy átalakító módon javítsák a betegek kimenetelét."

A rák biomarkereinek kimutatása

A rák biomarkerek kimutatása fiatal és növekvő terület. Számos ilyen biomarker létezik, de vannak hátrányai. Néhányuk sebészeti biopsziát igényel. Másokat csak a tünetek megjelenése után alkalmaznak, ami már túl késő lehet a hatékony beavatkozáshoz. A legtöbb normál emberi fehérje, amely személyenként változhat, így egyetlen érték nehezen értelmezhető. Sokan pedig egy adott rákot céloznak meg, szűkítve a hatókörüket.

A közelmúltban azonban egy fontos új biomarker jelent meg a korábbi észleléshez. Ez a LINE-1 ORF1p néven ismert fehérje körülbelül egy évtizede került a kutatók radarjára. A LINE-1 egy retrotranszpozon, egy vírusszerű elem, amely minden emberi sejtben jelen van, és másolás-beillesztés mechanizmuson keresztül replikálódik, ami egy új másolatot eredményez a genom új pozíciójában. Az ORF1p egy olyan fehérje, amelyet magas szinten termel rák esetén.

"A transzpozonok általában a spermában és a petesejtben, valamint az embriogenezis során expresszálódnak, ezért vannak olyan körülmények, amikor a transzpozonok nem patobiológiai kifejeződése tapasztalható" - mondja John LaCava társszerző, a LINE-1 kutatására szakosodott egyetemi docens. De egyébként ezek az „ugró gének” elnémulnak a genomban, mert tevékenységük stresszt és sértéseket okoz a sejtben.

Az idő nagy részében a test kordában tartja a LINE-1-et.

"Léteznek olyan mechanizmusok, amelyek megakadályozzák a LINE-1 expresszióját és ORF1p termelését, így a fehérje jelenlétét egy olyan egészségtelen sejt proxyjaként használhatjuk, amely már nem tudja irányítani a transzkriptumát" - mondja LaCava. "Egészséges ember véráramában nem szabad megtalálnia az ORF1p-t."

Az elmúlt öt évben, mondja, „teljesen világossá vált, hogy ezek a fehérjék a legtöbb rákos megbetegedésben nagyon megemelkednek”, beleértve a nyelőcső-, vastagbél-, tüdő-, emlő-, prosztata-, petefészek-, méhrák legtöbb leggyakoribb és halálos kimenetelű daganatát. hasnyálmirigy, valamint a fej és a nyak.

Mivel a karcinómasejtek a betegség kezdetétől ORF1p-t termelnek, a kutatók régóta keresnek egy érzékeny, pontos tesztet az ORF1p mielőbbi kimutatására. Életeket menthet meg, ha a betegeknél még azelőtt észlelhető, hogy a rák elterjedne.

Egyedi nanotestek lámákból

A Rockefeller-kutatók a Mass General Brigham, a Harvard Egyetem Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering és a Dana-Farber Cancer Institute vezető kutatóival, valamint más partnerintézményekkel közösen dolgoztak ki egy gyors, alacsony költségű vizsgálatot, amely képes kimutatni az ORF1p-t. plazma, amely az emberi vér tartalmának több mint felét teszi ki.

Az új tanulmány a Simoa néven ismert, egymolekulára épülő detektálási technológiát alkalmazza, amelyet David Walt, a Harvard munkatársa fejlesztett ki. A Rockefeller-csapat egyedi nanotestekkel járult hozzá, amelyekből származtak és szerkesztettek láma befogó reagensként működnek, amelyek behálózzák az ORF1p fehérjét, és érzékeny szondákként a kimutatására.

„Ezeket a reagenseket azon küldetésünk részeként fejlesztettük ki, hogy megragadjuk és leírjuk az ORF1p molekuláris asszociációit más fehérjékkel vastagbélrákban” – mondja LaCava. „Tudtuk, hogy a legtöbb vastag- és végbélrákban bővelkedik a LINE-1 fehérje, ezért úgy gondoltuk, hogy az általuk létrehozott kölcsönhatások felboríthatják a normál sejtfunkciókat, és ez előnyös a rák számára. A LINE-1 részecskék elkülönítése lehetővé tette számunkra, hogy közelebbről megvizsgáljuk ezeket a kölcsönhatásokat. Később világossá vált, hogy a Harvardon dolgozó munkatársaink ugyanazokat a reagenseket használhatják a fejlesztési biomarker vizsgálathoz, ezért megosztottuk őket.

A kutatók azt találták, hogy a vizsgálat rendkívül pontos volt az ORF1p kimutatására különböző rákos megbetegedésekben, köztük petefészek-, gyomor-nyelőcső- és vastagbélrákban szenvedő betegek vérmintáiban. Az előállítás kevesebb, mint 3 dollárba kerül, és gyors eredményeket ad.

„Megdöbbentett bennünket, hogy ez a teszt milyen jól működött a ráktípusok között” – mondja Martin Taylor, a Massachusetts General Hospital patológiai osztályának munkatársa, a folyóiratban megjelent tanulmány vezető szerzője. Rák felfedezés.

A kutatók 400 egészséges, 20–90 év közötti ember plazmáját is elemezték, akik vért adtak a Mass General Brigham Biobanknak; Az ORF1p 97-99%-uknál nem volt kimutatható. Az öt ember közül, akiknél kimutatható volt az ORF1p, a legmagasabb szinttel rendelkező személynél hat hónappal később derült ki, hogy előrehaladott prosztatarákja volt.

A rákterápiás válasz

Az assay másik lehetséges felhasználási módja annak nyomon követése, hogy a páciens hogyan reagál a rákterápiára. Ha a kezelés hatásos, a páciens vérében az ORF1p szintjének csökkennie kell, mondja LaCava. A tanulmány egyik részében a kutatók 19, gyomor-nyelőcsőrák miatt kezelt beteget vizsgáltak; a kezelésre reagáló 13 emberben az ORF1p szintje a vizsgálat kimutatási határa alá esett.

A fehérje nyomon követése potenciálisan beépíthető a rutin egészségügyi ellátásba, mondja LaCava. „Élete egészséges időszakában megmérheti az ORF1p-szintjét, hogy megállapítsa az alapvonalat. Ebben az esetben orvosa csak figyelni fogja az ORF1p szintek esetleges kiugrását, ami az egészségi állapotában bekövetkezett változásra utalhat. Bár itt-ott előfordulhatnak kisebb ORF1p-ingadozások, egy tüske alaposabb vizsgálatra adhat okot.”

A tanulmány eredményei azt is szemléltetik, hogy az interaktómia tanulmányozása során előállított nanotest-reagensek milyen hatalmas lehetőségeket rejtenek magukban, mondja Rout. Az Interactomics arra törekszik, hogy megértse a sejtben lévő több millió egyedi komponens dinamikus kölcsönhatását, különösen annak fehérjéit és nukleinsavait. Ezek a kölcsönhatások olyan makromolekuláris komplexeket képeznek, amelyek információt továbbítanak és szabályozzák a sejtek viselkedését. Ezen kölcsönhatások patogén változásai minden betegség hátterében állnak.

„Sokkal jobb eszközökre van szükség az interaktómák feltárásához és boncolásához, amelyek még csak most kezdenek teljesülni” – mondja Rout. „E célból gyakran együttműködünk más intézményekkel olyan reagensek kifejlesztésében, mint például a láma eredetű nanotesteink. Az eredményül kapott termékek nem puszta kutatási eszközök – óriási lehetőségek rejlenek az orvosok kezében.”

Forrás: Eredeti tanulmány