Mały rozmiar, wielkie możliwości: wykorzystanie mikroRNA do diagnostyki raka płuca
W ciągu ostatnich dwudziestu lat zaobserwowano, że mikroRNA może służyć jako biomarker w diagnostyce, ustalaniu rokowania i przewidywaniu reakcji nowotworu na leczenie. Jego obecność w płynach biologicznych wywołała również duże zainteresowanie wykorzystaniem go jako nieinwazyjnego biomarkera do wczesnego wykrywania raka. Opracowano kilka technik pomiaru ekspresji mikroRNA w płynach biologicznych. Jednak pomimo postępu technologicznego wszystkie te metody wymagają kilku żmudnych etapów przygotowania i amplifikacji próbki, co powoduje zmienność i błędy. Ograniczyło to przydatność kliniczną mikroRNA jako wartościowego biomarkera.
Opatentowana technologia wykrywania mikroRNA
W ramach projektu miRNA-DisEASY, realizowanego przy wsparciu programu „Maria Skłodowska-Curie” opracowano innowacyjne podejście, które z powodzeniem łączy dwie technologie w jednym teście. Wykrywanie mikroRNA w płynach biologicznych odbywa się za pomocą bardzo czułego czytnika fotonicznego (firmy Optoi), który wykorzystuje unikalną metodę chemiczną do badania kwasów nukleinowych – Chem-NAT. „Naszym celem było opracowanie czułego i taniego testu do wykrywania biomarkerów raka płuca w płynach biologicznych”, wyjaśnia Cristina Ress, koordynatorka projektu. Test miRNA-DisEASY wykorzystuje opatentowaną technologię firmy DestiNA Genomica do wykrywania mikroRNA z dokładnością nawet do jednej zasady. Technologia ta opiera się na sondach z kwasami peptydonukleinowymi (PNA), które doskonale hybrydyzują z nićmi mikroRNA. Sondy PNA zostały zsyntetyzowane z pustą pozycją, w której znajduje się komplementarna zasada SMART ze znacznikiem emitującym światło. Takie podejście umożliwia rozróżnienie pojedynczych zasad i pozwala na dokładną identyfikację mikroRNA, które różnią się od siebie zaledwie jedną zasadą.
Walidacja platformy
Naukowcy zwalidowali platformę miRNA-DisEASY, testując wykrywanie miR-21, jednego z najczęściej deregulowanych miRNA u pacjentów z niedrobnokomórkowym rakiem płuca. Wyniki wykazały potencjał profilowania mikroRNA bezpośrednio z płynnej biopsji bez ekstrakcji, wstępnej amplifikacji czy wstępnego znakowania RNA. Nacisk położono na mikroRNA wykazujące różnicujący profil ekspresji w gruczolakoraku płuca i raku płaskonabłonkowym. Swoista ekspresja miRNA (miR-375) wykazała możliwość odróżnienia neuroendokrynnych guzów płuca od nieneuroendokrynnych, a dwa dodatkowe miRNA mogą służyć jako biomarkery dla uzupełniającej diagnostyki niedrobnokomórkowego raka płuca.
Znaczenie projektu i dalsze plany
Rak płuca jest zazwyczaj diagnozowany w zaawansowanym stadium, a jego pięcioletni wskaźnik przeżywalności wynosi poniżej 20 %. Aby ograniczyć niepotrzebne badania tomografii komputerowej, konieczne jest nieinwazyjne badanie przesiewowe. „Platforma miRNA-DisEASY umożliwia przekształcanie i rozszerzanie rutynowych testów i badań przesiewowych krążącego miRNA do diagnostyki w praktyce klinicznej”, podkreśla Ress. Test miRNA-DisEASY pozwala na zarówno jakościową, jak i ilościową analizę biomarkerów mikroRNA w płynach biologicznych, rozwijając tym samym obszar diagnostyki. Można go przystosować do analizy biomarkerów mikroRNA o znaczeniu diagnostycznym i prognostycznym w chorobach innych niż nowotworowe, a także do badań toksykologicznych. Ponadto platforma może być dostosowana do profilowania miRNA w nośnikach, takich jak egzosomy, a zainteresowanie nimi na polu diagnostyki rośnie. Ress przewiduje, „płynne, ale szybkie włączenie technologii do rutynowej praktyki klinicznej, biorąc pod uwagę szybki wynik, niezawodność i opłacalność metody”. Zauważa jednak, że przyszłe starania na rzecz finalizacji badań będą wymagały dodatkowego finansowania lub wspólnych przedsięwzięć w celu komercjalizacji platformy.
Słowa kluczowe
miRNA-DisEASY, biomarkery, mikroRNA, rak płuca, oznaczanie, Chem-NAT, biopsja płynna, czujnik optyczny
