ATLANTA - Rak to ponad sto różnych chorób ukrywających się pod jednym imieniem. Właśnie dlatego, ponieważ nie ma jednego uniwersalnego sposobu leczenia raka, nie ma też jednego uniwersalnego sposobu na jego wykrycie.
Ale to nie znaczy, że naukowcy nie próbują: jeśli badacze znajdą unikatowy podpis lub „biomarker” raka - co oznacza cechę, którą dzielą wszystkie komórki rakowe, ale zdrowe komórki nie - mogą być w stanie stworzyć prosty test wykryj to.
Jednym unikalnym biomarkerem raka może być DNA.
Oczywiście DNA nie jest czymś wyjątkowym dla komórek rakowych - ma je każda komórka w ciele. Ale według zespołu naukowców z Australii DNA raka ma inną strukturę niż zdrowe DNA, a naukowcy mogliby na niego celować.
Takie było założenie artykułu opublikowanego przez zespół w grudniu w Nature Communications. Odkryli, że ze względu na swój unikalny kształt DNA z komórek rakowych ściśle wiąże się ze złotymi nanocząstkami, podczas gdy DNA ze zdrowych komórek nie.
Matt Trau, profesor Australijskiego Instytutu Bioinżynierii i Nanotechnologii Uniwersytetu Queensland oraz starszy autor artykułu Nature, omówili te odkrycia podczas prezentacji 31 marca podczas corocznego spotkania American Association for Cancer Research (AACR).
Aby zilustrować, jak DNA raka zachowuje się inaczej, Trau podniósł trochę „DNA” - jednej z zabawek swojej córki, długiego, kolorowego zestawu małych plastikowych kawałków połączonych ze sobą. Tak wyglądałby DNA, gdy wyjmiesz go z ludzkich komórek, oczyścisz i zaczniesz badać w laboratorium, powiedział Trau.
Ale nie tak wygląda DNA, gdy krąży we krwi ludzi. Aby to zilustrować, Trau zmiażdżył zabawkę.
Ta splątana plątanina DNA, która kruszy się inaczej, gdy pochodzi z komórek rakowych niż z normalnych komórek, jest teraz celem testów rakowych zespołu.
W grudniowym badaniu naukowcy stwierdzili, że byli w stanie osiągnąć 90-procentowy wskaźnik dokładności w wykrywaniu raka - przynajmniej testowanych rodzajów raka - w ciągu 10 minut za pomocą nanocząstek złota. Oznacza to, że test z powodzeniem wykrył raka w 90 procentach użytych próbek (z których wszystkie zawierały DNA raka).
Robert Kovelman, starszy dyrektor Biological Dynamics, firmy biotechnologicznej z San Diego, która nie była częścią badania, ale uczestniczyła w rozmowie, powiedziała, że opisana przez Trau technologia jest „bardzo ekscytująca… i na pewno ma potencjał”.
Jednak „Myślę, że wciąż jest na początku… ostatecznie jest to pytanie, w jaki sposób zostanie zastosowane”, powiedział Kovelman Live Live.
Kluczową miarą uniwersalnego testu biomarkera będzie wykrywanie raka we wczesnych stadiach, zanim pojawią się objawy, dodał Kovelman. Trau i jego zespół nie przetestowali jeszcze swojego podejścia do wykrywania najwcześniejszych stadiów raka, kiedy we krwi krąży niewiele DNA raka.
Rzadkie wykrywanie raka
Oczywiście istnieją już testy wykrywające raka we wczesnych stadiach - istnieją badania przesiewowe pod kątem powszechnych nowotworów, takich jak rak jelita grubego i piersi.
„Trudność polega na tym, że jest to rzadki rak, nigdy nie będziesz mieć badań populacyjnych, ponieważ jest to po prostu nieopłacalne” - powiedziała Viive Howell, profesor nadzwyczajny na University of Sydney School of Medicine, który nie był częścią Trau Badania.
Są też nowotwory, które są po prostu trudne do wykrycia.
Weźmy na przykład raka mózgu. Howell powiedział Live Science, że jedyną rzeczą, którą można zrobić w celu wykrycia tego raka, jest monitorowanie objawów lub wykonanie badania MRI, które jest bardzo drogie, a nie coś, co można zrobić jako badanie przesiewowe.
A ponieważ mózg jest chroniony przez barierę krew-mózg, która zapobiega przedostawaniu się większości związków we krwi do lub z mózgu, rakowe DNA rzadko opuszcza mózg do krwioobiegu, powiedział Howell. Oznacza to, że naprawdę trudno byłoby wykryć raka mózgu poprzez badanie krwi.
Trau i jego grupa przetestowali swoją metodologię na różnych rodzajach nowotworów, ale żaden z nich nie był szczególnie „rzadkim” nowotworem ani tym, który jest trudny do wykrycia. Howell powiedział, że nie jest pewna, czy ich metoda zadziała w przypadku takich nowotworów.
Ale „jeśli można wcześnie wykryć coś niespecyficznego, co nie dyskryminuje rzadkich nowotworów, takich jak rak mózgu, rak trzustki i rak jajnika… to byłoby niesamowite” - dodała.
Początki
Zespół Trau pracuje nad kilkoma innymi potencjalnymi biomarkerami raka, takimi jak te zaangażowane w różne szlaki białkowe. Powodem jest to, że „żaden marker nie jest idealny”, powiedział Trau. „Otrzymujesz dużo pieniędzy za swoje pieniądze, jeśli użyjesz wielu markerów, aby złagodzić jego potencjalne słabości”.
Inne laboratoria na całym świecie również się tym zajmują.
Shiran Shapira i dr Nadir Arber, badacze z Tel Aviv University w Izraelu, którzy nie brali udziału w badaniach Trau, pracują nad opracowaniem badania krwi, które może być w stanie wykryć wiele rodzajów raka, w oparciu o różnice w białkach znalezionych na powierzchni komórki rakowej.
Arber powiedział Live Science, że do osiągnięcia prawdziwie uniwersalnego biomarkera jest jeszcze długa droga. Powiedział, że należy wziąć pod uwagę wiele czynników, takich jak wygląd tych komórek rakowych u różnych płci i grup wiekowych, a nawet po zażyciu leków.
Podczas rozmowy Arber zadał również pytanie na temat stanu zapalnego: Ponieważ niektóre ścieżki prowadzące do raka są również zaangażowane w stan zapalny, skąd wiesz, że narzędzie może dokładnie rozróżnić oba?
Inni podnieśli kwestię wieku: niektóre zmiany strukturalne w zdrowym DNA, które zachodzą wraz z wiekiem, mogą wyglądać podobnie do tego, co dzieje się z DNA raka.
Trau powiedział Live Science, że zespół badał pod kątem skutków starzenia się w swoich badaniach. Chociaż istnieje kilka sygnałów pochodzących z procesu starzenia, około 90 procent wydaje się pochodzić z procesu rakowego, powiedział. Jeśli chodzi o stan zapalny, „podejrzewam, że prawdopodobnie nie będzie to problem”, powiedział. „Gdyby to był sygnał zapalny, znacznie wcześniej podważyłby naszą celność”.
Ale to wszystko, co chce dokładnie przetestować, dodał. „Nadal są wczesne dni”.
