Nowe sposoby na dokładne wykrywanie nowotworów w próbkach krwi
Naukowcy pracujący w ramach projektu ONCOTECT znaleźli nowe sposoby na wykrywanie nowotworów we krwi. „DNA dostaje się do krwiobiegu ze wszystkich komórek ciała. Część DNA będzie zatem pochodzić również z komórek nowotworowych”, wyjaśnia Alessio Marcozzi, dyrektor ds. badań w Cyclomics BV, holenderskiej spółce typu spin-off z Uniwersyteckiego Centrum Medycznego w Utrechcie. „Ilość krążącego we krwi DNA nowotworu (ctDNA) i zawartość mutacji są ważnymi biomarkerami nawrotu nowotworu i odpowiedzi na jego leczenie”, mówi. „Pracowaliśmy nad tym, w jaki sposób zebrać określone zmutowane cząsteczki z krwiobiegu, a następnie zastosowaliśmy szereg technik biomolekularnych w celu zapewnienia zgodności tej krótkiej cząsteczki z urządzeniem do sekwencjonowania DNA, takim jak te produkowane przez firmę Oxford Nanopore”, mówi Marcozzi, wspominając o brytyjskiej firmie, która specjalizuje się w elektronicznej analizie DNA pojedynczych cząsteczek. „Sekwencjonowanie nanoporowe jest szczególnie przydatne w przypadku długich cząsteczek, jednak jego jakość nie jest zbyt wysoka – odsetek błędu kształtuje się na poziomie 5–6 %”, zauważa. „Zaczynamy więc od małej cząsteczki DNA, robimy z niej okrąg, a następnie, przy pomocy biologii molekularnej, tworzymy długą cząsteczkę, w której wielokrotnie kopiowany jest wzorzec małej cząsteczki”, wyjaśnia. Do sekwencjonowania tej długiej cząsteczki DNA wykorzystywany jest system firmy Oxford Nanopore. „Ponieważ wzorzec początkowej, krótkiej cząsteczki DNA jest na okrągło kopiowany, każdy błąd może zostać usunięty przy zastosowaniu bioinformatyki. Pozwala to na bardzo dokładne wykrycie mutacji DNA z próbki krwi”, mówi Marcozzi.
Nowotwory głowy i szyi
„Dowiedliśmy tego jeszcze przed otrzymaniem dotacji od UE i wiedzieliśmy, że rozwiązanie to działa, jednak nie mieliśmy możliwości selektywnego wybierania poszczególnych genów, które mają znaczenie w przypadku niektórych nowotworów”, wyjaśnia Marcozzi. System został przetestowany w laboratorium na nowotworach głowy i szyi, które mogą również dotykać gardła i języka. Nowotwory głowy i szyi znajdują się wśród pięciu najczęściej występujących typów nowotworów w Europie. „Wiemy, że 90 % podgrupy tych nowotworów zawiera mutację w genie TP53. Zyskaliśmy możliwość wykorzystania otrzymanych od UE funduszy do udoskonalenia naszej technologii, aby móc wydobyć informacje konkretnie z tego genu we krwi”. Badania metodą tomografii komputerowej lub rezonansu magnetycznego, czyli zazwyczaj stosowane sposoby wykrywania takich nowotworów, mogą być skomplikowane ze względu na obecność wielu różnych rodzajów tkanek, blizn, stanów zapalnych i węzłów chłonnych w szyi. Marcozzi dodaje: „Jeśli guz nie jest duży, jest go dość trudno wykryć, natomiast gdy jest duży, jest już bardzo późno na rozpoczęcie leczenia”. „Tomografia komputerowa i rezonans magnetyczny nie mogą być wykonywane tak często, istnieje więc realne zapotrzebowanie kliniczne na prosty test, jaki oferuje Cyclomics”.
Wyłącznie do użytku badawczego
Jak wyjaśnia Marcozzi, na drodze do skrócenia czasu na uzyskanie wyniku pojawiły się pewne wyzwania natury praktycznej: „Musieliśmy wypróbować różne bufory, enzymy i składniki od różnych dostawców, a także dopracować każdy szczegół tego długiego protokołu, aby uzyskać lepszy wynik. Cały proces był dość żmudny i pracochłonny, ale udało nam się tego dokonać, czego rezultatem jest łatwy i niezawodny test gotowy do wprowadzenia na rynek”. W ramach projektu na rynek trafić ma pierwszy prototypowy zestaw wyłącznie do użytku badawczego – do wykorzystania w badaniach klinicznych. „Zestaw zawiera zbiór odczynników potrzebnych do przeprowadzenia badań molekularnych w laboratorium, a także oprogramowanie”, mówi Marcozzi.
Słowa kluczowe
ONCOTECT, Cyclomics, nanopory, Oxford Nanopore, sekwencjonowanie DNA, DNA, nowotwory, rak głowy i szyi, biomarkery
