Дослідники виявили цікаву різницю між ДНК з ракових клітин та тією, що здорова, і ця знахідка може призвести до нового аналізу крові на рак.
Різниця? Згідно з новим дослідженням, ДНК-рак має досить сильну спорідненість до золота. Ця особливість, схоже, є спільною для ДНК раку взагалі, незалежно від типу раку, заявили дослідники.
Скориставшись цим висновком, дослідники розробили новий тест, який використовує золоті наночастинки для виявлення раку. Частинки золота змінюють колір залежно від того, присутня ДНК раку чи ні. Результатом було просте і швидке випробування, яке могло виявити рак всього за 10 хвилин, згідно з дослідженням, опублікованим сьогодні (4 грудня) у журналі Nature Communications.
"Ви можете виявити це на очах - це так просто", - йдеться в повідомленні старшого автора Метта Трау, професора та керівника старшої групи в Австралійському інституті біоінженерії та нанотехнологій університету Квінсленда.
Однак робота є попередньою, і перед тим, як цей тест міг би бути корисним для пацієнтів, потрібно набагато більше досліджень, розповіли експерти Live Science.
ДНК раку "метилскейп"
Нове дослідження зосередило увагу на "епігеному" або хімічних модифікаціях ДНК, які перетворюють гени "на" або "вимкнено". Ці модифікації не змінюють послідовності ДНК, а натомість впливають на те, як клітини «читають» гени. Одним із прикладів епігенетичної зміни є метилювання ДНК, додавання метильної групи або "хімічної кришки" до частини молекули ДНК. Ця модифікація запобігає експресії певних генів.
Попередні дослідження показали, що схема метилювання ДНК у ракових клітинах відрізняється від структури у здорових клітинах. Зокрема, ракова ДНК має скупчення метильних груп у певних місцях і майже не має метилювання в інших місцях, тоді як метильні групи нормальних ДНК рівномірно розподілені по всьому геному. Дослідники назвали цю схему метилювання "ландшафтом метилирования" або "метилшафтом".
І хоча цей "метилскейп" міг би послужити біомаркером раку, у дослідників не було гарного способу його виявити.
Отже, замість того, щоб зосередитись на самому метилюванні, дослідники в новому дослідженні розглядали, що метилювання зробило на загальну структуру та хімічні властивості ракової ДНК.
Дослідники встановили, що метиль-ландшафт ДНК-раку змушує фрагменти ДНК складатися в тривимірні «наноструктури», які мають спорідненість до золота. На відміну від цього, нормальна ДНК згортається дещо по-іншому, що не призводить до такої сильної спорідненості до золота, вважають дослідники.
Так, дослідники розробили тест, який використовує цю здатність ДНК раку прилипати до золота. Якщо присутня ДНК-рак, наночастинки золота набудуть іншого кольору, ніж якщо ракової ДНК немає. Тест може використовувати "циркулюючу вільну ДНК" або ДНК, що потрапляє в кров з раку або здорових клітин.
Дослідники протестували їх технологію на близько 200 зразках від онкохворих та здорових людей, виявивши, що тест був до 90 відсотків точним у виявленні раку.
Новий тест на рак?
Доктор Джеффрі Вебер, заступник директора Центру раку Перлмуттера в університеті охорони здоров’я Лангона Нью-Йоркського університету, назвав нове дослідження «великою наукою» і аплодував ідеї пошуку способу виявлення метильскапсу ДНК раку. Однак Вебер, який не брав участі в дослідженні, заявив, що робота "лише початок". Він додав, що необхідні більші дослідження для оцінки точності тесту, а також того, чи може він бути корисним для пацієнтів, порівняно з існуючими тестами.
"Потрібно буде багато роботи, щоб перетворити подібний вид на справжнього, клінічно корисного", - сказав Вебер в Live Science.
Джойс Ом, доцент кафедри онкології в Комплексному онкологічному центрі Розуелл-Парк у Буффало, Нью-Йорк, погодилася, що робота є "захоплюючим потенційним прогресом" у пошуку загального епігенетичного біомарка для раку. Але вона додала, що дослідження є "дуже доказовим принципом на даний момент".
В даний час тест виявляє лише наявність раку, а не тип раку. Також незрозуміло, яким саме рівнем потрібно мати ДНК раку для того, щоб тест працював, що вплине на те, наскільки рано в ході захворювання можна було використовувати тест, вважають дослідники.
У своєму теперішньому вигляді тест був би менш застосовний як скринінговий тест, враховуючи, що він не може виявити види раку, Ом розповів Live Science. Але якщо методика буде розвинута в подальшому, можливо, найбільш безпосереднім потенційним застосуванням буде моніторинг рецидивів захворювань на ракових захворюваннях, - сказала вона.
Дослідники визнали, що їх тест потребує подальшого вивчення, "але це виглядає дійсно цікаво, як неймовірно простий" універсальний маркер "раку", - сказано в заяві Трау. Він також привабливий "як дуже доступна і недорога технологія, яка не потребує складного лабораторного обладнання, як секвенування ДНК", - сказав він.
