Navorsers het 'n hoogs sensitiewe bloedtoets ontwikkel wat 'n sleutelproteïen wat deur kankerselle vervaardig word, kan opspoor.

Die toets toon belofte vir vroeë opsporing van kanker, berig die navorsers.

Die meeste kankers word dodelik deur 'n lae profiel te hou, wat geen simptome veroorsaak totdat hulle te gevorderd is om te behandel nie. Ovariale en gastro-oesofageale kankers is van die mees berugte vir hierdie slinkse siekte vordering, wat dikwels lei tot laat-stadium diagnoses.

Anders as baie kankertoetse wat beperk is in omvang, duur is of op indringende weefselmonsterneming staatmaak, is die nuwe metode 'n laekoste, multi-kankerdetektor wat die teenwoordigheid van die proteïen, bekend as LINE-1-ORF1p, kan optel. , in 'n klein hoeveelheid bloed in minder as twee uur.

"Die toets het baanbrekende potensiaal as 'n vroeë diagnostiese toets vir dodelike kankers," sê Michael P. Rout, hoof van die Laboratorium vir Sellulêre en Strukturele Biologie aan die Rockefeller Universiteit. "Hierdie soort ultrasensitiewe opsporingsinstrumente is gereed om pasiëntuitkomste op transformerende maniere te verbeter."

Opsporing van kankerbiomerkers

Opsporing van kankerbiomerkers is 'n jong en groeiende veld. Daar is 'n aantal sulke biomerkers, maar hulle kan nadele hê. Sommige benodig chirurgiese biopsies. Ander word eers in diens geneem na die verskyning van simptome, wat te laat kan wees vir 'n effektiewe intervensie. Die meeste is normale menslike proteïene wat verskil van persoon tot persoon, wat 'n enkele waarde moeilik maak om te interpreteer. En baie is gerig op 'n spesifieke kanker, wat hul omvang verklein.

Maar onlangs het 'n belangrike nuwe biomerker vir vroeëre opsporing moontlik na vore gekom. Daardie proteïen, bekend as LINE-1 ORF1p, het sowat 'n dekade gelede op navorsers se radar gekom. LINE-1 is 'n retrotransposon, 'n virusagtige element wat in elke menslike sel teenwoordig is wat deur 'n kopieer-en-plak-meganisme repliseer, wat lei tot 'n nuwe kopie in 'n nuwe posisie in die genoom. ORF1p is 'n proteïen wat dit teen hoë vlakke in kanker produseer.

"Transposons word normaalweg in sperm en eiersel en tydens embriogenese uitgedruk, so daar is sekere omstandighede waar jy nie-patobiologiese uitdrukking van transposons het," sê mede-outeur John LaCava, 'n navorsingsmedeprofessor wat in LINE-1-navorsing spesialiseer. "Maar andersins word hierdie 'springgene' binne die genoom stilgemaak, omdat hul aktiwiteit stres en beledigings in die sel skep."

Meeste van die tyd hou die liggaam LINE-1 in toom.

"Daar is lae van meganismes wat verhoed dat LINE-1 uitgedruk word en ORF1p produseer, sodat ons die teenwoordigheid van die proteïen kan gebruik as 'n instaanbediener vir 'n ongesonde sel wat nie meer beheer oor sy transkriptoom het nie," sê LaCava. "Jy behoort nie ORF1p in die bloedstroom van 'n gesonde persoon te vind nie."

Oor die afgelope vyf jaar, sê hy, "het dit baie duidelik geword dat hierdie proteïene hoogs verhoog word in die meeste kankers," insluitend baie van die mees algemene en dodelike kankers van die slukderm, kolon, long, bors, prostaat, eierstokke, baarmoeder, pankreas en kop en nek.

Omdat karsinoomselle ORF1p maak vanaf die aanvang van die siekte, het navorsers lank gesoek na 'n sensitiewe, akkurate toets om ORF1p so vroeg as moontlik op te spoor. Die vermoë om dit by pasiënte raak te sien voordat 'n kanker kans het om te versprei, kan moontlik lewens red.

Pasgemaakte nanoliggame van lamas

Rockefeller-navorsers het saamgespan met hoofondersoekers van Mass General Brigham, die Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering by Harvard University, en Dana-Farber Cancer Institute, saam met ander vennootskapinstellings, om 'n vinnige, laekoste-toets te ontwerp wat ORF1p in kan opspoor. plasma, wat meer as die helfte van die inhoud van menslike bloed uitmaak.

Die nuwe studie gebruik 'n enkel-molekule-gebaseerde opsporingstegnologie bekend as Simoa wat ontwikkel is deur mede-outeur David Walt, van Harvard. Die Rockefeller-span het pasgemaakte nanoliggame bygedra wat afgelei en gemanipuleer is van vlamme om op te tree as vangreagense wat die ORF1p-proteïen verstrik en as sensitiewe probes om dit op te spoor.

"Ons het hierdie reagense ontwikkel as deel van ons missie om die molekulêre assosiasies van ORF1p met ander proteïene in kolorektale kanker vas te lê en te beskryf," sê LaCava. "Ons het geweet dat die meeste kolorektale kankers 'n oorvloed van LINE-1-proteïene het, so ons het geredeneer dat die interaksies wat hulle vorm normale selfunksies kan disreguleer op maniere wat kanker bevoordeel. Deur LINE-1-deeltjies te isoleer, kon ons hierdie interaksies van nader bekyk. Later was dit duidelik dat ons medewerkers by Harvard van dieselfde reagense gebruik kon maak vir hul ontwikkelende biomerkertoets, so ons het dit gedeel.”

Die navorsers het bevind dat die toets baie akkuraat was om ORF1p op te spoor in die bloedmonsters van pasiënte met 'n verskeidenheid kankers, insluitend eierstok-, gastro-oesofageale en kolorektale kankers. Dit kos minder as $3 om te produseer en lewer vinnige resultate.

"Ons was geskok oor hoe goed hierdie toets oor kankertipes gewerk het," sê Martin Taylor, van die patologie-afdeling by die Massachusetts General Hospital en hoofskrywer van die studie in die joernaal Kankerontdekking.

Die navorsers het ook die plasma ontleed van 400 gesonde mense tussen die ouderdomme 20-90 wat bloed aan die Mass General Brigham Biobank geskenk het; ORF1p was onopspoorbaar in 97–99% van hulle. Van die vyf mense wat wel waarneembare ORF1p gehad het, is gevind dat die persoon met die hoogste vlak ses maande later gevorderde prostaatkanker het.

Kankerterapie reaksie

Nog 'n moontlike gebruik van die toets is om te monitor hoe 'n pasiënt op kankerterapie reageer. As 'n behandeling effektief is, moet die ORF1p-vlak in die pasiënt se bloed daal, sê LaCava. In een deel van die studie het die navorsers 19 pasiënte bestudeer wat vir gastro-sofageale kanker behandel word; in die 13 mense wat op die behandeling gereageer het, het vlakke van ORF1p onder die opsporingslimiet van die toets geval.

Die dop van die proteïen kan moontlik in roetine-gesondheidsorg opgeneem word, sê LaCava. “Gedurende ’n gesonde tyd in jou lewe kan jy jou ORF1p-vlakke laat meet om ’n basislyn te bepaal. Dan sal jou dokter net dophou vir enige stygings in ORF1p-vlakke, wat 'n aanduiding kan wees van 'n verandering in jou gesondheidstoestand. Alhoewel daar 'n paar klein ORF1p-skommelings hier en daar kan wees, sal 'n styging 'n rede vir 'n dieper ondersoek wees.

Die studieresultate illustreer ook die geweldige potensiaal van nanoliggaam-reagense wat deur die studie van interaktomika gegenereer word, sê Rout. Interactomics poog om die dinamiese interaksies van die miljoene individuele komponente in 'n sel te verstaan, veral sy proteïene en nukleïensure. Hierdie interaksies vorm makromolekulêre komplekse wat inligting oordra en sellulêre gedrag beheer. Patogeniese veranderinge in hierdie interaksies lê onder alle siektes.

"Daar is 'n noodsaaklike behoefte aan baie beter gereedskap om interaktome te onthul en te dissekteer wat eers begin bereik word," sê Rout. “Vir daardie doel werk ons ​​dikwels saam met ander instellings aan die ontwikkeling van reagense soos ons lama-afgeleide nanoliggame. Die gevolglike produkte is nie bloot navorsingsinstrumente nie – hulle het enorme potensiaal in die hande van dokters.”

Bron: oorspronklike Studie