O nouă metodă care identifică, precis şi eficient, cu o secvenţiere minimă, mii de mutaţii ale ADN-ului celulelor canceroase în probele de sânge ale pacienţilor a fost dezvoltată de o echipă de cercetare condusă de specialişti de la Broad Institute MIT şi Harvard şi facultatea de medicină a universităţii Harvard.
Abordarea, numită MAESTRO, ar putea permite în viitor detectarea cancerului rezidual la pacienţii care au fost supuşi tratamentului, alertând mult mai devreme medicii cu privire la recidiva bolii, printr-un procedeu mai ieftin decât permit tehnicile actuale.
„Capacitatea de a găsi mutaţii rare într-o probă clinică este utilă în multe domenii ale biomedicinei şi diagnosticului. Tehnicile actuale necesită multe secvenţieri pentru a găsi fragmente de ADN cu abundenţă scăzută, în timp ce MAESTRO este suficient de sensibil pentru a găsi mii de mutaţii cu un nivel de secvenţiere de o sută de ori mai scăzut“, a explicat co-autorul principal Viktor Adalsteinsson, director asociat al centrului Gerstner pentru diagnosticarea cancerului din cadrul Broad Institute al MIT şi Harvard.
Lucrarea a fost publicată săptămâna trecută în Nature Biomedical Engineering
La un pacient cu cancer, celulele tumorale elimină părţi din ADN-ul lor în sânge, iar aceste fragmente poartă mutaţii care indică faptul că provin din ţesutul bolnav. Orice ADN tumoral dintr-o probă de sânge reprezintă doar o mică fracţiune dintr-o mare de material genetic sănătos. Detectarea cu precizie a acestei cantităţi reduse de ADN reprezintă o provocare, mai ales atunci când cercetătorii vizează numărul mic de celule tumorale care rămân în organism după tratamentul pentru cancer, aşa numita boală minimă reziduală (MRD).
„Vedem această nevoie pentru o sensibilitate mai mare. Şi echipa noastră a lucrat la o serie de tehnologii pentru a aborda acest lucru“, a spus Adalsteinsson.
Cercetătorii au înregistrat şi anterior un succes în detectarea unor cantităţi mici de ADN rezidual în probele de sânge ale pacienţilor, prin scanarea a sute de mutaţii ale cancerului. Scanarea pentru mii de mutaţii poate îmbunătăţi şi mai mult rata de detectare a MRD, dar acest lucru necesită de obicei o cantitate enormă de secvenţiere pentru a oferi rezultate precise. MAESTRO, care vine de la „secvenţiere îmbogăţită cu alele minore prin recunoaşterea oligonucleotidelor“, este o abordare mai eficientă pentru detectarea mutaţiilor cu frecvenţă redusă.
Cum funcţionează MAESTRO
Cercetătorii secvenţiază mai întâi biopsia tumorii unui pacient pentru a înţelege varietatea mutaţiilor. Odată ce au aceste informaţii, ei pot crea probe moleculare specializate care se vor lega numai de acele secvenţe de ADN care sunt asociate cu tumora. Ei adaugă aceste probe moleculare la fragmentele de ADN din sânge, provenite de la celulele tumorale după apoptoză, apoi elimină orice ADN nelegat, ceea ce permite echipamentelor de secvenţiere să aleagă dintre aceste probe pe cele care prezintă mutaţii canceroase.
MAESTRO a efectuat secvenţieri la fel de bine ca şi abordările convenţionale şi a detectat sute de mutaţii cu frecvenţă scăzută, descoperind majoritatea acestora cu mult mai puţine resurse. În plus, având un cost redus, MAESTRO a permis echipei să crească numărul mutaţiilor căutate la 10.000, stimulând profund rezultatele detectării.
Cercetătorii au reexaminat şi probele de pacienţi care au fost analizate folosind metodele convenţionale. Cu MAESTRO, au descoperit mult mai multe mutaţii în fiecare probă de sânge testată, îmbunătăţind detectarea MRD după tratament.
„MAESTRO combină profunzimea şi amploarea într-un singur protocol. Asta poate duce la o detectare mai din timp a MRD dar şi la identificarea ADN-ului celulelor tumorale de la cancere care lasă puţine amprente în sânge“, a spus Michael Makrigiorgos, professor la institutul de cancer Dana-Farber (DFCI) şi la facultatea de medicină Harvard (HMS).
„Acest proiect a fost un indiciu excelent că noile metode pot face din secvenţierea ADN-ului un instrument şi mai puternic. Va fi interesant să vedem care va fi impactul MAESTRO asupra diagnosticului iniţial şi, în viitor, asupra îngrijirii clinice“, a precizat autorul senior al studiului, Todd Golub, directorul Broad Institute şi profesor la DFCI and HMS.
Echipa de cercetători urmăreşte să dezvolte o suită de tehnologii care pot reduce costurile şi pot creşte sensibilitatea detectării cancerului, astfel încât pacienţii care ar putea necesita tratament suplimentar pentru a preveni o recidivă să poată fi identificaţi mai devreme.
