Течна биопсия с анализ на РНК модификации открива колоректален рак в ранен стадий с 95% точност

Течните биопсии са тестове, които търсят признаци на рак с помощта на обикновено вземане на кръв. За разлика от традиционните биопсии, които изискват отстраняване на парче тъкан, течната биопсия обикновено търси мутации или промени в модификациите във фрагменти от ДНК от ракови клетки, циркулиращи в кръвта.

Въпреки че течните биопсии представляват обещаващ, неинвазивен начин за откриване и наблюдение на рака, докато той напредва, те не са толкова чувствителни и точни в ранните стадии на заболяването.

Учени от Чикагския университет са разработили по-чувствителен тест за течна биопсия, който използва РНК вместо ДНК за откриване на рак.

Използвайки кръвни проби от пациенти с колоректален рак, тестът успя да открие най-ранните стадии на заболяването с 95% точност, значително превъзхождайки съществуващите търговски неинвазивни методи за тестване.

Трудности при ранната диагностика

Когато туморните клетки умират, те се разпадат и освобождават части от генетичен материал в кръвния поток. Стандартните течни биопсии разчитат на тази плаваща ДНК, наречена циркулираща безклетъчна ДНК (cfDNA), за откриване на рак.

Въпреки това, в ранните стадии на заболяването, когато туморните клетки все още активно растат и се размножават, в кръвта има много малко cfDNA.

„Това е основен проблем за ранното откриване. Просто няма достатъчно туморна ДНК в кръвта“, каза Чуан Хе, доктор, изтъкнат професор по химия и професор по биохимия и молекулярна биология в Чикагския университет.
„Това е проблем за всички нас при ранното откриване на колоректален рак, затова решихме да използваме РНК.“

Д-р Хе е старши автор на изследването „Модификации на безклетъчна РНК, получена от микробиома, в плазмата дискриминират проби от колоректален рак“, публикувано в Nature Biotechnology.

Защо РНК?

РНК е междинна форма на генетичен код, която копира и изпълнява инструкциите на ДНК, за да произведе протеините, необходими на клетките. РНК тестването е добър индикатор за генна активност, защото наличието на РНК означава, че клетките активно работят и изграждат протеини.

За новото проучване, докторантите Ченг-Вей Джу и Ли-Шен Джанг, бивш постдокторант в лабораторията на Хе (сега професор в Хонконгския университет за наука и технологии), започнаха да изследват възможността за използване на циркулираща безклетъчна РНК (cfRNA) вместо cfDNA за диагностика и откриване на рак.

Изучаване на микробиома

Проучването показа, че не само можем да измерим модификации на cfRNA от човешки клетки, но и можем да открием РНК от чревни микроби. Милиарди бактерии съществуват едновременно с нас в храносмилателната ни система и тяхната активност също се променя при наличие на рак.

„Открихме, че РНК, освобождавана от микробите, има значителни разлики между пациенти с рак и здрави хора“, каза д-р Хе.
„В червата, когато туморът започне да расте, съседният микробиом се реорганизира в отговор на възпалението и това се отразява на околните микроби.“

Популацията на микробиома се обновява много по-бързо от човешките клетки, като повече клетки умират и освобождават РНК фрагменти в кръвния поток. Това означава, че тест, който измерва модификациите на микробната РНК, би могъл да открие потенциална туморна активност много по-рано от тестовете, базирани на ДНК на човешки туморни клетки.

Резултати

• Съществуващите търговски тестове, които измерват ДНК или РНК в изпражненията, са с около 90% точност при рак в късен стадий, но точността им пада под 50% в ранните стадии.

• Нов тест, базиран на РНК модификации, показа близо 95% точност като цяло, включително висока точност в най-ранните стадии на рака.

„Това е първият път, когато модификациите на РНК се използват като потенциален биомаркер за рак и се оказа, че са много по-надеждни и чувствителни от измерването на нивата на РНК“, каза д-р Хе.
„Способността за откриване на рак в тези ранни стадии е безпрецедентна.“