Новости Центра медицинских исследований имени Джонса Хопкинса
Ученые Johns Hopkins, изучая неповрежденный геном, обнаружили в крови больных индивидуальные биомаркеры рака
Ученые Kimmel Cancer Center ЦМИ Johns Hopkins использовали взятые у больных раком неповрежденные геномы известной последовательности для выявления в анализе крови достоверных индивидуальных меток, которые могут помочь в планировании лечения. Первые сведения об изменениях в анализах крови, основанные на структуре генома, могут также применяться для мониторинга состояния опухоли после терапии и выявлять рецидив рака.
«Мы полагаем, что это – первая информация из открытий новой генерации о применении знаний о неповрежденном геноме, которые могут быть клинически полезными для больных раком, – говорит доктор медицины и философии Victor Velculescu, адъюнкт-профессор онкологии и один из руководителей программы изучения биологии злокачественных опухолей в Johns Hopkins. – Используя этот подход, мы можем найти биомаркеры потенциально для любого больного раком».
Как сообщается в работе, опубликованной в Science Translational Medicine 24 февраля, были изучены изменения в геномах пациентов, которые ранее не удостаивались внимания большинства исследователей, выявлялись не изменения в единственном локусе ДНК среди миллиардов других, а перестановки больших кусков ДНК. Новый аналитический подход был назван Персонифицированным Анализом Трансформированных Окончаний (PARE).
«В прошлом мы сосредоточивались на выявлении единичных изменений в человеческом геноме установленной последовательности, а в этом исследовании мы искали обмен целыми частями генома опухоли, – говорит доктор медицины Bert Vogelstein, M.D., профессор онкологии, один из руководителей Ludwig Institute в Johns Hopkins, и исследователь в Howard Hughes Medical Institute. – Эти альтерации, подобные перепутанным главам книги, легче идентифицировать и обнаружить в крови, чем изменения одной буквы в слове».
Как всем известно, такие перестановки ДНК происходят не в нормальных, а исключительно в раковых клетках, делая их идеальными биомаркерами опухоли.
Используя шесть наборов злокачественных и нормальных образцов ткани, взятых у четырех пациентов с КРР и двух больных раком молочной железы, команда Johns Hopkins использовала методы упорядочивания последнего поколения для занесения сведений о последовательности генома в индивидуальный каталог пациента. Для поиска перестановки ДНК, ученые сначала идентифицировали области, где число копий ДНК было более или менее ожидаемым и где части различных хромосом соединились вместе. Далее эти области были проанализированы для идентификации последовательности ДНК, показывающие нарушение в порядке, ориентации или интервале. В каждом из этих шести образцов были найдены нарушения в диапазоне от 4 до 15.
После того, как исследователи идентифицировали все перестановки ДНК в образцах опухоли пациентов, они начали поиск таких же изменений в ДНК опухолевых клеток, циркулирующих в крови пациентов. Используя образцы крови от двух больных колоректальным раком, увеличили число копий найденной там ДНК, и обнаружили, что эти тесты были достаточно чувствительны для обнаружения перестроенной ДНК опухоли во взятых образцах крови.
Такое тестирование может помочь клиницистам обнаружить рак или его рецидив и сообщить о том, как пациент отвечает на терапию рака. В одном образце больного раком толстой кишки было найдено плечо четвертой хромосомы, сплавленное с плечом восьмой хромосомы. «Мы обнаружили биомаркер, соответствующий данной реаранжировке, и, поскольку пациент получил множество методов лечения, исследовали образцы крови для оценки его уровня», – говорит аспирант в Kimmel Cancer Center Johns Hopkins Rebecca Leary.
После первичного удаления большей части опухоли уровень биомаркера у пациента понизился. Позже уровень возрос, указывая на наличие остаточной опухоли. После химиотерапии и операции second-look, уровень биомаркера существенно понизился, определялся минимальный, но все-таки измеримый уровень. Это ассоциировалось с мелким метастазом в печени пациента.
Исследователи предполагают, подход PARE, основанный на определении биомаркеров, может также использоваться для выявления раковых клеток в краях операционной раны или ткани лимфатического узла, удаленной во время операции и возможно, для диагностики ранних стадий заболевания. «В конечном счете, мы полагаем, что этот подход может использоваться для обнаружения имеющихся опухолевых узлов прежде, чем их можно будет выявить такими обычными методами, как КТ», – говорит доктор медицины, доцент Luis Diaz.
Технология исследования генома онкологического больного достаточно недорогая, как объяснил Velculescu. Он говорит, что просмотр генома стоил им приблизительно 5000$ на пациента, но отмечена тенденция к снижению стоимости. В настоящее время стоимость КТ-исследования около 1500$, и значительно ограничена возможность обнаружения микроскопических новообразований.
«Если продолжение исследований действительно поможет их унификации и оптимизации, то методика PARE может стать более экономически выгодной, чем КТ и, возможно, более информативной», – говорит доктор философии, профессор онкологии и один из руководителей Ludwig Institute Kenneth W. Kinzler.
Исследователи Johns Hopkins планируют тщательную проверку большего числа образцов материалов, взятых у пациентов, и оптимизацию метода исследования, чтобы произвести коммерчески жизнеспособный основанный на геноме анализ крови. Они подали заявку на патент.
По лицензионному соглашению между Университетом Johns Hopkins и Genzyme, доктора Velculescu, Vogelstein и Kinzler имеют право на часть лицензионных платежей, полученных университетом от продажи продуктов, основанных на описанном в работе исследовании. Контроль осуществляется Университетом Johns Hopkins в соответствии с его антикоррупционной политикой.
Финансирование исследования осуществлялось Национальным Институтом Здоровья, Фондом Lustgarten, Национальным Союзом Исследования Колоректального Рака и Товариществом UNCF-Merck.
Участниками исследования также были Isaac Kinde, Frank Diehl и Kerstin Schmidt из Johns Hopkins; Chris Clouser, Cisilya Duncan, Alena Antipova, Clarence Lee, Kevin McKernan и Francisco De La Vega из Life Technologies.
Сайт Johns Hopkins Kimmel Cancer Center
Перевод Натальи Мещеряковой
25.02.2010 г.
