ביופסיות נוזליות הן בדיקות המגלות סימני סרטן באמצעות משיכת דם פשוטה. בניגוד לביופסיות מסורתיות, הדורשות הסרת חתיכת רקמות, ביופסיה נוזלית בדרך כלל מחפשת מוטציות או שינויי שינוי בשברי ה- DNA מתאי סרטן המסתובבים בדם. בעוד שביופסיות נוזליות הן דרך מבטיחה ולא פולשנית לאתר ולפקח על סרטן ככל שהוא מתקדם, הן אינן רגישות או מדויקות לשלבים המוקדמים של המחלה.
חוקרים מאוניברסיטת שיקגו פיתחו כעת בדיקת ביופסיה נוזלית רגישה יותר המשתמשת ב- RNA במקום ב- DNA לגילוי סרטן. באמצעות דגימות דם מחולים עם סרטן המעי הגס, הבדיקה הצליחה לאתר את השלבים המוקדמים ביותר של המחלה ברמת דיוק של 95%, תוך שיפור משמעותי בשיטות בדיקה נוכחיות, זמינות מסחרית, לא פולשניות.
אתגרים לאבחון מוקדם
כאשר תאי הגידול מתים, הם מתפוררים ומשחררים חלקיקים של חומר גנטי לזרם הדם. ביופסיות נוזליות סטנדרטיות מסתמכות על DNA צף זה, הנקרא DNA נטול תאים (CFDNA) כדי לאתר סרטן. בשלבים המוקדמים של המחלה כאשר תאי הגידול עדיין צומחים ומשגשגים, עם זאת, אין הרבה cfDNA בזרם הדם.
זה היה אתגר מרכזי לאבחון מוקדם. פשוט אין לך מספיק DNA של גידולים משוחררים לדם. זה היה אתגר עבורנו ועבור כולם לעשות אבחנה מוקדמת של סרטן המעי הגס, ולכן החלטנו להסתכל על RNA במקום. "
צ'ואן הוא, PhD, ג'ון ט. ווילסון פרופסור לשירותים מכובד לכימיה ופרופסור לביוכימיה וביולוגיה מולקולרית באוצ'יקאגו
ד"ר הוא המחבר הבכיר של המחקר החדש, שפורסם השבוע ב טבע ביוטכנולוגיהו
RNA הוא צורה מעבר של קוד גנטי שמעתיק ומבצע הוראות מ- DNA לייצור חלבונים שהתאים צריכים. ניתוח RNA הוא פרוקסי טוב לפעילות גנטית, מכיוון שנוכחות RNA פירושה שתאים עסוקים בעשיית דברים ובניית חלבונים.
לצורך המחקר החדש, הסטודנט לתארים מתקדמים צ'נג-וויי ג'ו ולי-שנג ג'אנג, דוקטורט, לשעבר פוסט-דוק במעבדה של ד"ר הוא, שהוא כיום חבר סגל באוניברסיטת הונג קונג למדע וטכנולוגיה, החל לחקור את האפשרות של שימוש ב- RNA נטול תאים (CFRNA), במקום CFDNA, לאבחון ואילוי סרטן.
מדידת השפע הפשוט של מולקולות RNA בדם אינה תמיד אמינה, עם זאת, מכיוון שהכמויות יכולות להשתנות מאוד בהתאם לתזמון והכנת הדגימות. ד"ר הוא המעבדה מתמחה בחקר הפונקציות הביולוגיות של שינויים ב- RNA, שינויים כימיים שנעשו במולקולות RNA המשנות את פעילותן. לכן, עבור המחקר החדש, החוקרים התמקדו בניתוח רמות שינוי RNA בדגימות דם, שנשארות יציבות יחסית לא משנה כמה RNA קיים. לדוגמה, אם תעתיק RNA משתנה ב -30%, אחוז זה נותר בכך שזהה בין אם הוא נמדד על 100 או 1,000 עותקים.
גילוי שינויים במיקרוביומה
הצוות עבד עם דגימות של חולי סרטן המעי הגס שסופקו על ידי גסטרואנטרולוג ומשתף הפעולה הוותיק מארק ביסונט, MD, פרופסור חבר לרפואה באוצ'יקאגו. להפתעתם, לא רק שהם הצליחו למדוד שינויים ב- CFRNA מתאים אנושיים, אלא שהם גם הצליחו לאתר RNA גם מחיידקי מעיים. מיליארדי חיידקים מתקיימים יחד איתנו בתוך מערכת העיכול, ובנוכחות גידול סרטני, גם הפעילות שלהם משתנה.
על פי מחקרים קודמים בצמחים, ד"ר הוא וצוותו ידעו שרמות שינוי RNA משקפות את מצבו של אורגניזם: ככל שהאורגניזם פעיל יותר, כך מתבצעות שינויים יותר ב- RNA מסוימים כדי לקיים פעילות זו. אותו דפוס נצפה גם בדגימות סרטן המעי הגס.
"גילינו של- RNA ששוחררו ממיקרובים יש הבדלים מהותיים בין חולי סרטן לעומת אנשים בריאים", אמר ד"ר. "במעיים כשיש לך גידול, יש לעצב מחדש את המיקרוביומה הסמוכה בתגובה לאותה דלקת. זה משפיע על החיידקים הסמוכים."
אוכלוסיית המיקרוביומה הופכת גם היא הרבה יותר מהר מתאים אנושיים, כאשר יותר תאים מתים לעתים קרובות יותר ומשחררים שברי RNA לזרם הדם. המשמעות היא שבדיקה המדידה שינויים ב- RNA מיקרוביאלי יכולה לאתר פעילות סרטנית אפשרית הרבה יותר מוקדם יותר מבדיקות המסתמכות על DNA שמשתחרר על ידי תאי גידול אנושיים.
בדיקות מסחריות המודדות את שפע ה- DNA או RNA בצואה מדויקות בכ- 90% בשלבים מאוחרים יותר של סרטן, אך הדיוק שלהם יורד מתחת ל 50% בשלבים מוקדמים. הבדיקה החדשה מבוססת שינוי RNA הייתה כמעט 95% מדויקת בסך הכל, וגם מדויקת בשלבים המוקדמים ביותר של סרטן.
"זו הפעם הראשונה ששינויים ב- RNA משמשים כסמן ביולוגי פוטנציאלי לסרטן, ונראה שהוא אמין ורגיש הרבה יותר בהשוואה לשפע RNA," אמר ד"ר. "היכולת לאתר את הסרטן בשלבים המוקדמים האלה זה חסר תקדים."
המחקר, "שינויים של RNA ללא תאים הנגזרים מיקרוביומה בפלזמה מפלים דגימות סרטן המעי הגס", נתמך על ידי מרכז לודוויג לגרורות באוניברסיטת שיקגו, קרן רולפה, המכון הלאומי לבריאות, מועצת מענקי המחקר של הונג קונג ובמכון הרפואי Howard Hughes.
סופרים נוספים כוללים את רויטו ליו, האן לי, ג'יאנגבו וויי, אורסולה דיגרטי, אקושיקה קווסי, אלכסנדר לונה, Xuanhao Zhu, Xiaolong Cui, Bochen Jiang, Yiyi Ji, Penga, Diana C.-Szymanski, Chenxi, Yiy Ji, Penga Xia, Xia Xia, Canganca chenci, ycanci, ycanci, yauchi, yauchi, yauchi, כריסטופר להמן, ואריק פמר מאוצ'יקאגו; אלברטו ג'יי פרה ויטלה מבית החולים הכללי לותרני; שנחאי שן מאוניברסיטת המדע והטכנולוגיה של הונג קונג; יונז'נג ליו מהמכון לטכנולוגיה בקליפורניה, ליאנגליאנג וואנג מהאקדמיה הסינית למדעים; יוז'י שו מאוניברסיטת ניו יורק; וויי ג'אנג מאוניברסיטת נורת'ווסטרן.
