Istraživači su razvili metodu koja istovremeno meri različite karakteristike DNK koja cirkuliše u krvi, što pomaže ranom otkrivanju i lokalizaciji tumora.
Istraživanje, objavljeno danas kao Pregledani preprint u eLife-u, je ono što urednici opisuju kao vrednu studiju koja pruža sveobuhvatnu procenu novorazvijenog prediktivnog modela za otkrivanje raka i određivanje tkiva porekla. Autori pružaju čvrste dokaze i daju uvid u rano otkrivanje raka neinvazivnim metodama koristeći veliki skup uzoraka pacijenata za razvoj testa i posebnu grupu uzoraka pacijenata za njegovu validaciju.
Cirkulišuća tumorska DNK (ctDNK) u krvi postala je obećavajući biomarker za otkrivanje ranog stadijuma raka jer nosi genetske i epigenetske modifikacije originalne tumorske DNK. Otkrivanjem specifičnih obrazaca ovih modifikacija, jedinstvenih za tipove tumora i nastalo tkivo, moguće je identifikovati odgovarajući nepoznati primarni rak i njegovu lokaciju.
Međutim, postojećim testovima trenutno nedostaje tačnost u klasifikaciji izvora DNK tumora i/ili zahtevaju dubinsko sekvenciranje gena koje je preskupo da bi se primenilo za širi skrining populacije.
„Uprkos njihovom velikom potencijalu, ostaje nekoliko izazova koje testovi ctDNK moraju da reše kako bi pružili pristupačno i pouzdano kliničko usvajanje za opštu populaciju, uključujući nisku količinu ctDNK u krvi pacijenata sa rakom u ranoj fazi i raznolikost ctDNK iz različitih tipovi raka, podtipovi i stadijumi“, objašnjava vodeći autor Van Thien Chi Nguien, istraživač saradnik u Gene Solutions i Institutu za medicinsku genetiku, Ho Ši Min, Vijetnam.
„Nedavne studije su se fokusirale na pristup multianalita—kombinujući karakteristike genoma i proteina—ali one takođe zahtevaju vreme i skupe. Nameravali smo da razvijemo multimodalni pristup koji koristi nekoliko svojstava ctDNK za otkrivanje i lociranje raka iz jedan test skrininga“, dodaje glavni autor, Trong Hieu Nguien, viši naučnici podataka i dr. na Gene Solutions i Institutu za medicinsku genetiku.
Pristup, nazvan SPOT-MAS (Skrining prisustva tumora metilacijom i veličinom DNK), kombinuje ciljano sekvenciranje gena velike dubine sa plitkim sekvenciranjem celog genoma, kako bi se otkrile višestruke karakteristike ctDNK. Ovo omogućava određivanje profila metilacije, broja kopija DNK, veličine fragmenata ctDNK i motiva sekvence na kraju fragmenata — sve su to obeležja DNK tumora u poređenju sa zdravom DNK.
Tim je koristio ovaj pristup da analizira uzorke od 738 pacijenata sa karcinomom dojke, debelog creva, jetre, pluća i želuca, zajedno sa 1.550 zdravih učesnika, i unese rezultate u algoritam za određivanje potpisa ctDNK za svaki od tipova raka. Zatim su testirali pristup koristeći različitu grupu od 239 pacijenata, svaki sa jednim od pet tipova raka, da bi videli koliko je dobro delovao u otkrivanju prisustva i vrste raka.
Otkrili su da je SPOT-MAS otkrio 73% karcinoma sa tačnošću od 97% koristeći samo sekvenciranje male dubine. Štaviše, test je predvideo tkivo porekla sa 70% tačnosti. Kada su testirali modele koji koriste samo jednu od karakteristika – kao što je fokusiranje samo na broj kopije DNK – otkrili su da su modeli koji koriste više funkcija superiorniji od onih koji koriste pojedinačne karakteristike.
Test je bio najefikasniji u otkrivanju raka jetre, identifikujući oko 90% slučajeva, a najmanje efikasan za rak dojke, gde je otkrio samo oko polovine slučajeva. Ovo je u skladu sa prethodnim istraživanjima koja sugerišu da tumori jetre oslobađaju velike količine ctDNK, u poređenju sa rakom dojke koji oslobađaju manje količine.
Sada su potrebna dalja istraživanja kako bi se ovaj novi pristup uporedio sa postojećim metodama ctDNK kako bi se pokazalo da može da radi bolje i da je isplativiji od testova koji koriste samo pojedinačne karakteristike. Takođe će biti neophodno proceniti test kod većih grupa pacijenata sa ranijim stadijumima raka od onih koji su uključeni u sadašnju studiju.
„Naš rad pokazuje da SPOT-MAS, sa svojom jedinstvenom kombinacijom karakteristika ctDNK i inovativnih algoritama mašinskog učenja, može uspešno da otkrije i lokalizuje više tipova raka kroz jeftine tehnike sekvenciranja“, zaključuje stariji autor Le Son Tran, glavni istraživač i RD, vođa tima u Gene Solutions i Institutu za medicinsku genetiku.
„Velika, multicentrična prospektivna studija sa nekoliko godina praćenja je trenutno u toku kako bi se u potpunosti potvrdio učinak SPOT-MAS-a kao ranog testa za skrining raka pre nego što se uzme u obzir za upotrebu u širem kliničkom okruženju.“
