Un instrument pentru identificarea rapidă a „amprentelor” genetice ale celulelor canceroase ar putea permite viitorilor chirurgi să îndepărteze mai precis tumorile cerebrale în timp ce pacientul se află în sala de operaţie, relevă o nouă cercetare. Multe tipuri de cancer pot fi identificate prin anumite mutaţii, care sunt modificări ale instrucţiunilor codificate în ADN-ul celulelor anormale.
Condus de o echipă de cercetători de la spitalul NYU Langone, noul studiu descrie dezvoltarea unui test PCR digital ultrarapid cu picături (UR-ddPCR), care, potrivit echipei, poate măsura nivelul de celule tumorale dintr-o mostră de ţesut în numai 15 minute, putând detecta, de asemenea, chiar şi un număr mic de celule canceroase (până la cinci celule pe milimetru pătrat).
Cercetătorii spun că instrumentul este suficient de rapid şi precis, cel puţin în testele iniţiale pe eşantioane de ţesut cerebral, pentru a deveni primul instrument practic de acest tip pentru detectarea directă a celulelor canceroase cu mutaţii în timp real, respectiv în timpul operaţiei pe creier.
Cercetătorii au arătat că UR-ddPCR are o viteză de procesare mult mai mare decât ddPCR standard, prescurtarea de la reacţie în lanţ a polimerazei digitale în picături. Testul ddPCR standard poate cuantifica cu exactitate celulele tumorale, dar de obicei durează câteva ore pentru a produce un rezultat, ceea ce îl face nepractic ca ghid chirurgical.
„Pentru multe tipuri de cancer, cum ar fi tumorile din creier, succesul operaţiei de cancer şi prevenirea revenirii cancerului se bazează pe îndepărtarea cât mai mult posibil în condiţii de siguranţă a tumorii şi a celulelor canceroase din jur”, a declarat dr. Daniel Orringer, neurochirurg şi cercetător principal al studiului.
„Cu ajutorul PCR digital ultra-rapid cu picături, chirurgii pot fi acum capabili să determine ce celule sunt canceroase şi câte dintre aceste celule canceroase sunt prezente în orice regiune de ţesut la un nivel de precizie care nu a mai fost posibil până acum”, a completat dr. Orringer, care este şi profesor asociat la departamentele de neurochirurgie şi patologie de la facultatea de medicină a universităţii NYU Grossman.
Publicat marţi, în jurnalul Med, studiul a arătat că UR-ddPCR a produs aceleaşi rezultate ca ddPCR standard şi secvenţierea genetică în mai mult de 75 de probe de ţesut de la 22 de pacienţi de la NYU Langone supuşi unei intervenţii chirurgicale pentru îndepărtarea tumorilor de gliom, un tip de cancer cerebral. Rezultatele obţinute prin UR-ddPCR au fost, de asemenea, comparate cu probe cunoscute cu celule canceroase şi cu probe fără niciun cancer.
„Studiul nostru arată că testul PCR digital ultra-rapid cu picături - Ultra-Rapid droplet digital PCR - ar putea fi un instrument rapid şi eficient pentru realizarea unui diagnostic molecular în timpul intervenţiei chirurgicale pentru cancerul cerebral şi are potenţialul de a fi utilizat şi pentru cancerele din afara creierului”, a adăugat dr. Gilad Evrony, coautor principal al studiului. Dr. Evrony este genetician la Centrul de Genetică şi Genomică Umană din cadrul facultăţii de medicină NYU Grossman şi este, de asemenea, profesor asistent în cadrul departamentelor de pediatrie şi neuroştiinţe din cadrul facultăţii.
Pentru a dezvolta UR-ddPCR, cercetătorii au căutat eficienţă în fiecare dintre etapele implicate în ddPCR standard. Echipa a redus timpul necesar pentru extragerea ADN-ului din probele tumorale de la 30 de minute la mai puţin de cinci minute, într-un mod care este în continuare compatibil cu ddPCR.
De asemenea, cercetătorii au mărit eficienţa prin creşterea concentraţiilor substanţelor chimice utilizate în teste, reducând timpul total necesar pentru anumite etape de la două ore la mai puţin de trei minute.
De asemenea, s-au realizat economii de timp prin utilizarea de vase de reacţie preîncălzite la fiecare dintre cele două temperaturi necesare pentru PCR, în loc să se schimbe în mod repetat temperatura unui singur vas de reacţie între două temperaturi.
Pentru studiu, cercetătorii au utilizat UR-ddPCR pentru a măsura nivelurile a două mutaţii genetice, IDH1 R132H şi BRAF V600E, care sunt prevalente în cancerele cerebrale. Ei au combinat UR-ddPCR cu o altă tehnică dezvoltată anterior de cercetători, numită histologie Raman stimulată, pentru a calcula atât fracţiunea, cât şi densitatea celulelor tumorale din fiecare eşantion de ţesut.
Cercetătorii avertizează că utilizarea pe scară largă a instrumentului necesită rafinări suplimentare şi studii clinice. Ei spun că următorul pas este să automatizeze UR-ddPCR pentru a-l face mai rapid şi mai simplu de utilizat în sala de operaţie. Studiile clinice ulterioare vor fi necesare pentru a compara rezultatele pacienţilor care utilizează instrumentul standard în comparaţie cu tehnologiile de diagnosticare actuale.
Ei intenţionează, de asemenea, să dezvolte tehnologia pentru a identifica alte mutaţii genetice comune pentru alte tipuri de cancer.
Echipa de la NYU a depus o cerere de brevet, aflată în curs de examinare, privind dezvoltarea UR-ddPCR.
