В исследовании, проведенном учеными из Mass General Brigham, Института биологической инженерии Висса при Гарвардском университете и Института рака Дана-Фарбер, в сотрудничестве с исследователями со всей страны и за пределами США, разработали недорогой, сверхчувствительный анализ крови для выявления мельчайших уровней биомаркера рака, который очень специфичен для многих распространенных видов рака.
Каждый тест можно выполнить всего лишь с половиной капли крови (25 мкл). Этот инструмент показал себя многообещающим для раннего выявления рака и мониторинга заболеваний и потенциально может использоваться в сочетании с другими инструментами для обнаружения, стратификации риска и лечения. Результаты опубликованы в журнале Cancer Discovery.
«Обнаружение биомаркеров рака — это развивающаяся область исследований, и это все еще молодая область», — сказал соавтор Дэвид Уолт, доктор философии из отделения патологии Бригамской и женской больницы, один из основателей Mass General Brigham и основной преподавательский состав. в Институте Висса. «Наши результаты показывают, что мы можем обнаружить уровни этого биомаркера панрака в крови пациентов со многими типами рака».
Каждый тест можно выполнить всего лишь с половиной капли крови (25 мкл). Этот инструмент показал себя многообещающим для раннего выявления рака и мониторинга заболеваний и потенциально может использоваться в сочетании с другими инструментами для обнаружения, стратификации риска и лечения. Результаты опубликованы в журнале Cancer Discovery.
«Обнаружение биомаркеров рака — это развивающаяся область исследований, и это все еще молодая область», — сказал соавтор Дэвид Уолт, доктор философии из отделения патологии Бригамской и женской больницы, один из основателей Mass General Brigham и основной преподавательский состав. в Институте Висса. «Наши результаты показывают, что мы можем обнаружить уровни этого биомаркера панрака в крови пациентов со многими типами рака».
Тест обнаружения на основе SiMoA
В новом исследовании используется технология обнаружения на основе одиночных молекул, известная как SiMoA, разработанная лабораторией Уолта. Тест предназначен для обнаружения белка открытой рамки считывания 1 (ORF1p) — белка мобильного элемента, который, как известно, встречается при многих видах рака, но не в соответствующих нормальных тканях, и который может указывать на высокий риск летальности от рака.
Исследователи уже давно ищут чувствительный и точный тест для обнаружения ORF1p. Авторы описывают свое первое исследование теста как пилотный эксперимент, который сработал лучше, чем они предполагали, за которым последовала серия инженерных улучшений и итераций на образцах пациентов. «Мы были шокированы тем, насколько хорошо этот тест помог выявить экспрессию биомаркера в разных типах рака», — сказал ведущий автор Мартин Тейлор, доктор медицинских наук, доктор философии из отделения патологии Массачусетской больницы общего профиля, еще одного члена-учредителя Mass General Brigham. «Это создало для нас больше вопросов для изучения и вызвало интерес среди сотрудников во многих учреждениях».
Исследователи уже давно ищут чувствительный и точный тест для обнаружения ORF1p. Авторы описывают свое первое исследование теста как пилотный эксперимент, который сработал лучше, чем они предполагали, за которым последовала серия инженерных улучшений и итераций на образцах пациентов. «Мы были шокированы тем, насколько хорошо этот тест помог выявить экспрессию биомаркера в разных типах рака», — сказал ведущий автор Мартин Тейлор, доктор медицинских наук, доктор философии из отделения патологии Массачусетской больницы общего профиля, еще одного члена-учредителя Mass General Brigham. «Это создало для нас больше вопросов для изучения и вызвало интерес среди сотрудников во многих учреждениях».
Присутствие ORF1p при панраковом заболевании
Объединившись с исследователями со всего мира, исследователи протестировали образцы крови пациентов с различными типами рака, включая рак яичников и колоректальный рак. Инструмент сверхчувствительной оценки успешно определил количество ORF1p в образцах крови больных раком, но только у очень редких «здоровых» пациентов, что подтверждает специфичность обнаружения рака. Исследования образцов тканей примерно 200 раков толстой кишки и 75 биопсий пищевода, полученных от пациентов на разных стадиях заболевания, показали, что тканевая экспрессия ORF1p преобладает в карциномах и предшествовавших поражениях высокого риска.
«Наши результаты подтверждают возникающую идею о том, что экспрессия ORF1p является «отличительной чертой рака», проявляющейся на ранних стадиях процесса заболевания. Повсеместная экспрессия ORF1p в карциномах и отсутствие экспрессии в нормальных тканях отличают ORF1p от других белковых биомаркеров, которые имеют нормальный уровень экспрессии. Эта уникальная биология делает его очень специфичным», — сказал Тейлор.
Ограничением исследования является то, что результаты не предоставляют ключевой информации, такой как расположение раковых тканей в организме. Кроме того, сверхчувствительный инструмент оценки не позволяет выявить все виды рака и их подтипы. Команда предполагает, что этот инструмент можно будет использовать в дополнение к другим тестам для улучшения общих методов раннего выявления и позволит врачам отслеживать реакцию пациентов на терапию рака в режиме реального времени и вносить коррективы при необходимости.
«Тест очень специфичен, но он не дает нам достаточно информации, чтобы ее можно было использовать в вакууме», — сказал Уолт. «Приятно видеть ранний успех этого сверхчувствительного инструмента оценки, но предстоит еще многое сделать».
Исследователи патологии, участвующие в исследовании, в настоящее время работают с клиницистами над изучением точности теста в более крупных когортах исследований и различных популяциях пациентов, чтобы понять, будет ли оценка биомаркера ORF1p полезна для лечения их пациентов. Они также работают над тем, чтобы определить, можно ли использовать биомаркер для стратификации риска развития рака у пациентов.
«С 1980-х годов мы знали, что мобильные элементы активны при некоторых видах рака, и почти 10 лет назад мы сообщили, что ORF1p является широко распространенным биомаркером рака, но до сих пор у нас не было возможности обнаружить его в анализах крови. », — сказала соавтор Кэтлин Бернс, доктор медицинских наук, заведующая отделением патологии в Дана-Фарбер. «Наличие технологии, способной обнаруживать ORF1p в крови, открывает очень много возможностей для клинического применения. Нам посчастливилось собрать эту огромную команду, чтобы расширить возможности этих анализов и получить и протестировать эти драгоценные образцы. Мы очень воодушевлены тем, что наша работа продолжается».
«Наши результаты подтверждают возникающую идею о том, что экспрессия ORF1p является «отличительной чертой рака», проявляющейся на ранних стадиях процесса заболевания. Повсеместная экспрессия ORF1p в карциномах и отсутствие экспрессии в нормальных тканях отличают ORF1p от других белковых биомаркеров, которые имеют нормальный уровень экспрессии. Эта уникальная биология делает его очень специфичным», — сказал Тейлор.
Ограничением исследования является то, что результаты не предоставляют ключевой информации, такой как расположение раковых тканей в организме. Кроме того, сверхчувствительный инструмент оценки не позволяет выявить все виды рака и их подтипы. Команда предполагает, что этот инструмент можно будет использовать в дополнение к другим тестам для улучшения общих методов раннего выявления и позволит врачам отслеживать реакцию пациентов на терапию рака в режиме реального времени и вносить коррективы при необходимости.
«Тест очень специфичен, но он не дает нам достаточно информации, чтобы ее можно было использовать в вакууме», — сказал Уолт. «Приятно видеть ранний успех этого сверхчувствительного инструмента оценки, но предстоит еще многое сделать».
Исследователи патологии, участвующие в исследовании, в настоящее время работают с клиницистами над изучением точности теста в более крупных когортах исследований и различных популяциях пациентов, чтобы понять, будет ли оценка биомаркера ORF1p полезна для лечения их пациентов. Они также работают над тем, чтобы определить, можно ли использовать биомаркер для стратификации риска развития рака у пациентов.
«С 1980-х годов мы знали, что мобильные элементы активны при некоторых видах рака, и почти 10 лет назад мы сообщили, что ORF1p является широко распространенным биомаркером рака, но до сих пор у нас не было возможности обнаружить его в анализах крови. », — сказала соавтор Кэтлин Бернс, доктор медицинских наук, заведующая отделением патологии в Дана-Фарбер. «Наличие технологии, способной обнаруживать ORF1p в крови, открывает очень много возможностей для клинического применения. Нам посчастливилось собрать эту огромную команду, чтобы расширить возможности этих анализов и получить и протестировать эти драгоценные образцы. Мы очень воодушевлены тем, что наша работа продолжается».