Un test dezvoltat recent de cercetători de la Institutul Karolinska a identificat 14 tipuri diferite de cancer ratate anterior de alte teste, şi se anunţă promiţător pentru detectarea precoce a bolii şi datorită costului său scăzut.
Biopsia lichidă este o metodă non-invazivă care poate oferi informaţii despre tumorile canceroase pe baza prezenţei ADN-ului sau proteinelor asociate tumorii în fluidele corporale.
Cele mai multe dintre biopsiile lichide dezvoltate pentru screening-ul cancerului s-au confruntat cu mai multe limitări, inclusiv incapacitatea de a detecta anumite tipuri de cancer şi costuri ridicate.
Un studiu recent care a urmărit să demonstreze dovada conceptului a folosit profilul glicozaminoglicanilor, o clasă de carbohidraţi, din probele de urină şi plasmă, ca biomarkeri metabolici pentru a detecta 14 tipuri diferite de cancer.
Testul a furnizat rezultate promiţătoare pentru detectarea precoce a malignităţii datorită costului său scăzut şi capacităţii sale de a detecta mai multe tipuri de cancer ratate de testele anterioare, dar oamenii de ştiinţă sunt abia la început şi sunt necesare cercetări suplimentare în această direcţie.
Noul studiu, publicat luni în PNAS, sugerează că un singur test bazat pe măsurarea markerilor metabolici din probele de sânge şi urină ar putea ajuta la detectarea mai multor tipuri diferite de cancer într-un mod rentabil.
„Studiul nostru a explorat un nivel suplimentar de informaţii, respectiv moleculele care participă la metabolismul cancerului. Această metodă a detectat multe tipuri de cancer pe care metodele anterioare le-au ratat, iar o proporţie substanţială dintre acestea se aflau în stadiul 1”, a declarat într-un comunicat autorul studiului, dr. Francesco Gatto, cercetător la Institutul Karolinska din Suedia şi fondator al companiei de biotehnologie Elypta.
„Cancerul este o boală complexă, aşa că cât putem testa mai multe niveluri de informaţii în mod neinvaziv, să zicem printr-un un test de sânge, cu atât este mai probabil să putem prinde mai multe cancere în stadiul lor incipient. Acest studiu ar putea fi o etapă importantă în demersul către acest obiectiv, denumit recent detecţia precoce a multi-cancerului” a mai precizat medicul.
Atractivitatea biopsiilor lichide
Cancerele detectate într-un stadiu incipient sunt mai uşor de tratat şi sunt asociate cu un risc mai scăzut de morbiditate şi mortalitate. În ciuda avantajelor conferite de screening-ul la nivelul populaţiei şi de depistarea precoce a cancerului, testele de screening sunt disponibile doar pentru câteva tipuri de cancer, cum ar fi cancerul de sân şi cancerul colorectal.
Biopsia de ţesut reprezintă în prezent standardul de aur pentru diagnosticarea cancerului, dar repetarea biopsiei reprezintă o provocare datorită naturii sale invazive. Prin comparaţie, datorită naturii lor neinvazive, biopsiile lichide ar putea fi o alternativă promiţătoare pentru diagnosticarea şi monitorizarea cancerului.
Pe măsură ce celulele tumorale se dezvoltă ele elimină ADN, proteine şi alte elemente secundare metabolice care pot fi detectate în sânge şi în alte fluide corporale. Biopsia lichidă se bazează pe detectarea celulelor tumorale circulante sau a produselor celulelor tumorale în fluidele corporale.
În ultimii ani, cercetătorii au dezvoltat biopsii lichide care pot detecta simultan mai multe tipuri diferite de cancer folosind un singur test.
Estimările rezultate în urma studiilor sugerează că mortalitatea legată de cancer la persoanele cu vârsta cuprinsă între 50 şi 79 de ani ar putea fi redusă cu 26% utilizând screening-uri de detecţie precoce a mai multor cancere.
Aceste teste au arătat însă o acurateţe scăzută în detectarea cancerului în stadiu incipient.
Îmbunătăţiri recente, inclusiv evaluarea simultană a nivelurilor de ADN tumoral circulant şi a proteinelor, au contribuit la o mai bună acurateţe a diagnosticului. Dar costurile ridicate asociate cu aceste teste le fac mai puţin potrivite pentru screening-ul populaţiei.
Mai mult, acurateţea majorităţii biopsiilor lichide experimentale pentru detectarea precoce a cancerelor multiple a fost demonstrată doar în eşantionul de studiu şi nu se ştie dacă aceste teste pot detecta cu acurateţe cancerul şi în populaţia generală.
Capacitatea de a identifica corect cazurile pozitive ale bolii este măsurată în termeni de sensibilitate. Unul dintre puţinele studii care examinează validitatea externă a unei biopsii lichide pentru detectarea multi-cancerului a arătat o sensibilitate de 10% în detectarea cancerelor în stadiul 1. Cu alte cuvinte, aceste teste necesită optimizări suplimentare înainte de adoptarea lor pe scară largă.
Stabilirea unor biomarkeri cheie pentru cancer
Alterările metabolice reprezintă una dintre caracteristicile celulelor canceroase. Cercetările au identificat anterior anumite modificări în profilul glicozaminoglicanilor, o clasă de carbohidraţi prezenţi în majoritatea liniilor de celule canceroase.
Glicozaminoglicanii sunt polizaharide încărcate negativ, formate din subunităţi recurente de dizaharide. Compoziţia glicozaminoglicanilor poate diferi în ceea ce priveşte tipul de unităţi de dizaharide şi numărul de grupări sulfat care conferă o sarcină negativă acestor compuşi.
În cercetări anterioare, echipa care a efectuat studiul actual a reuşit să diferenţieze persoanele cu carcinom cu celule renale de persoanele sănătoase pe baza modificărilor profilului glicozaminoglicanilor din probele de urină şi plasmă.
Pentru a cuantifica cu exactitate modificările profilului glicozaminoglicanilor din biofluide, cercetătorii au dezvoltat o metodă analitică standardizată.În prezentul studiu, oamenii de ştiinţă au examinat capacitatea profilului de glicozaminoglican din probele de urină şi plasmă de a servi ca biomarker pentru detectarea precoce a mai multor tipuri diferite de cancer.
Test pentru 14 tipuri de cancer
În faza iniţială a studiului, cercetătorii au colectat probe de urină şi plasmă de la 426 de indivizi sănătoşi şi 553 de persoane cu 14 tipuri diferite de cancer, inclusiv cancer de sân, cancer colorectal, carcinom pulmonar fără celule mici, cancer cerebral şi cancer genito-urinar. Cercetătorii au măsurat 39 de trăsături/caracteristici asociate cu metabolismul glicozaminoglicanilor în fiecare probă.
Aceste caracteristici includ concentraţia diverşilor glicozaminoglicani şi subunităţile lor de dizaharide, raporturile dintre unităţile specifice de dizaharide şi numărul de grupări sulfat legate de aceşti glicozaminoglicani.
Cercetătorii au descoperit că mai multe caracteristici ale glicozaminoglicanilor diferă între pacienţii cu cancer şi persoanele sănătoase.
Folosind algoritmi inteligenţi, cercetătorii au ajuns la numărul minim de caracteristici prezente în aceste biofluide care ar putea distinge pacienţii cu cancer de indivizii sănătoşi. Astfel, caracteristicile 3, 13 şi 14 ale glicozaminoglicanilor din plasmă, urină şi, respectiv, probele combinate de plasmă şi urină, ar putea distinge pacienţii cu cancer de persoanele sănătoase.
Probabilitatea de cancer estimată pe baza prezenţei acestor caracteristici în plasmă, urină sau probe combinate a fost cuantificată în scorul de detecţie precoce a multicancerului.
Scorurile de detectare precoce a multicancerului în plasmă, urină şi combinate au avut o sensibilitate de 41,6%, 62,3% şi, respectiv, 61,4%.
În plus, aceste scoruri au avut o sensibilitate similară la diferite tipuri de cancer şi au arătat o uşoară creştere a sensibilităţii odată cu progresia cancerului.
Cercetătorii au reuşit, de asemenea, să estimeze localizarea probabilă a tumorii cu o precizie de 89% pe baza profilurilor combinate ale glicozaminoglicanilor din plasmă şi urină.
De asemenea, aceste scoruri de profil ale glicozaminoglicanilor au fost asociate cu cancere mai agresive. Indivizii nedetectabili au avut un risc cu 39-50% mai mic de mortalitate legată de cancer.
Aceste rezultate sugerează că modificările profilului glicozaminoglicanilor au fost semnificative din punct de vedere clinic şi mai puţin probabil să ducă la supradiagnosticare.
Sensibilitatea promiţătoare a testului
Cercetătorii au evaluat sensibilitatea scorurilor de detectare precoce a multicancerului pe baza datelor din acelaşi eşantion de studiu folosit pentru a dezvolta modelul pentru a obţine aceste scoruri.
Astfel, cercetătorii au evaluat validitatea externă a testului folosind un eşantion diferit format din 281 de indivizi înscrişi într-un studiu mare de grup.
Probele de urină şi plasmă colectate de la aceşti participanţi aparent sănătoşi la momentul iniţial au fost utilizate pentru a determina scorurile de detecţie precoce pentru mai multe cancere.
Din cele 281 de persoane, 171 au primit un diagnostic de cancer în perioada de 18 luni dintre înscriere şi vizita de urmărire. Folosind aceste date, cercetătorii au evaluat capacitatea scorurilor de detecţie a multicancerului, pe baza probelor de biofluid obţinute la înscrierea participanţilor la studiu, de a estima cu exactitate un diagnostic ulterior de cancer.
La această populaţie, scorurile de detectare precoce a multicancerului, bazate pe profilul glicozaminoglicanilor au avut o sensibilitate de 21% pentru cancerul în stadiul 1.
Mai mult, sensibilitatea pentru orice tip de cancer cu prognostic prost a fost de 43%.
Pot biomarkerii să dezvăluie progresia cancerului?
Cercetătorii au indus apoi cancer renal într-un model de şoarece pentru a examina dacă modificările profilului glicozaminoglicanilor au fost într-adevăr cauzate de progresia cancerului.
Îndepărtarea rinichiului în a şaptea zi de la injectarea celulelor tumorale în acest organ a determinat metastazarea cancerului localizat anterior.
Cercetătorii au descoperit că, pe măsură ce cancerul a progresat, nivelurile de glicozaminoglicani din urină şi plasmă s-au schimbat treptat.
Aceste rezultate sugerează că modificările profilului glicozaminoglicanilor au fost legate cauzal de progresia cancerului.
Un pas înainte în direcţia bună
Dr. Gatto a remarcat că estimarea profilului glicozaminoglicanului într-o singură probă de sânge sau urină ar costa în jur de 50 de dolari, iar testul pentru estimarea ambelor ar costa 100 de dolari.
Costul este de 5-10 ori mai mic decât pentru alte biopsii lichide.
Astfel, acest test ar putea fi utilizat în combinaţie cu alte biopsii lichide care măsoară nivelurile de ADN tumoral circulant pentru a facilita detectarea precoce a mai multor tipuri de cancer.
Dr. Gatto a precizat că „acest studiu este o dovadă a conceptului, realizat pe aproape 1.000 de participanţi cu 14 tipuri de cancer”.
„Pentru a deveni într-o zi un test de screening multicancer, trebuie să oferim dovezi din studii mult mai mari (100.000 de participanţi), iar testul în sine va necesita o proiectare foarte atentă pentru producţia de masă la cea mai înaltă calitate. Mai este ceva timp, dar viitorul detectării precoce a multi-cancerului pare în fiecare an mai luminos”, a precizat medicul.
„Deşi este dificil de comparat cu alte teste MCED, acest test este promiţător şi include tumori cerebrale care nu sunt acoperite de testele disponibile în prezent. Autorii afirmă, de asemenea, că această abordare va costa de 5-10 ori mai puţin decât versiunile genomice. Cu toate acestea, va fi nevoie de multă muncă pentru a valida utilitatea şi rentabilitatea acestor noi tehnologii în medii reale, în comparaţie cu abordările tradiţionale de screening”, a comentat rezultatele acestei cercetări, dr. Santosh Kesari, neuro-oncolog, directorul departamentului de neuro-oncologie la institutul de cancer Providence Saint John's Health Center, din Santa Monica, California, care nu a fost implicat în studiu.
