W nowym arty­ku­le opu­bli­ko­wa­nym w Natu­re Com­mu­ni­ca­tions pol­sko-ame­ry­kań­ski zespół pro­po­nu­je pro­sty test pozwa­la­ją­cy na osza­co­wa­nie ryzy­ka raka pier­si lub jaj­ni­ka bez koniecz­no­ści wyko­ny­wa­nia badań gene­tycz­nych. Bada­cze z Dana-Far­ber Can­cer Insti­tu­te i Uni­wer­sy­te­tu Medycz­ne­go w Łodzi wyka­za­li, że okre­ślo­na kom­bi­na­cja pozio­mów mikroR­NA w suro­wi­cy wska­zu­je na wyż­sze ryzy­ko roz­wo­ju nowo­two­rów w przy­szło­ści.

W nowej publi­ka­cji bada­cze z Dana-Far­ber Can­cer Insti­tu­te (DFCI) i Uni­wer­sy­te­tu Medycz­ne­go w Łodzi (UML) opra­co­wa­li spo­sób na iden­ty­fi­ka­cję muta­cji genów BRCA1 i BRCA2 bez sekwen­cjo­no­wa­nia DNA. Test nie opie­ra się na bez­po­śred­niej wery­fi­ka­cji obec­no­ści muta­cji, ale na bada­niu ich kon­se­kwen­cji — zabu­rzo­ne­go funk­cjo­no­wa­nia pro­ce­sów komór­ko­wych zwią­za­nych z tymi biał­ka­mi. Prof. Chow­dhu­ry (głów­ny autor pro­jek­tu): „Po raz pierw­szy uda­ło się za pomo­cą pro­ste­go testu ziden­ty­fi­ko­wać sygnał we krwi, któ­ry suge­ru­je ist­nie­nie zmian pro­wa­dzą­cych do roz­wo­ju nowo­two­rów.” Ta nowa meto­da może sta­no­wić pod­sta­wę do wpro­wa­dze­nia sze­ro­ko dostęp­nych, tanich i prost­szych w uży­ciu testów iden­ty­fi­ku­ją­cych dzie­dzicz­ne ryzy­ko roz­wo­ju raka.

Geny BRCA1 i BRCA2 sta­no­wią część szla­ku regu­lu­ją­ce­go napra­wę DNA. Nie­któ­re muta­cje tych genów spra­wia­ją, że napra­wa jest zabu­rzo­na, co pro­wa­dzi do poja­wia­nia się kolej­nych uszko­dzeń geno­mu i w kon­se­kwen­cji raka pier­si, jaj­ni­ka, pro­sta­ty lub trzust­ki. W Pol­sce, jak w więk­szo­ści kra­jów roz­wi­nię­tych, testy gene­tycz­ne są dostęp­ne dla pacjen­tów u któ­rych w rodzi­nach stwier­dzo­no przy­pad­ki tych nowo­two­rów. W przy­pad­ku osób obcią­żo­nych muta­cją zwięk­sza­ją­cą ryzy­ko raka, moż­li­we jest prze­pro­wa­dze­nie pre­wen­cyj­nych zabie­gów chi­rur­gicz­nych (mastek­to­mia, oopho­rek­to­mia). Nie­ste­ty, jedy­nie ~10% osób z muta­cja­mi BRCA1/2 wie, że jest ich nosi­cie­la­mi.

Prof. Fen­dler (autor kore­spon­den­cyj­ny pra­cy): „Celem nasze­go pro­jek­tu było zna­le­zie­nie roz­wią­za­nia, któ­re pozwa­la­ło­by pro­wa­dzić poszu­ki­wa­nia warian­tów zwięk­sza­ją­cych ryzy­ko raka na ska­lę popu­la­cyj­ną, ale bez koniecz­no­ści wyko­rzy­sty­wa­nia zapo­ro­wo dro­gich metod Ziden­ty­fi­ko­wa­ne w pra­cy autor­stwa Elias i Smy­czyń­skiej mikroR­NA wska­zu­ją, że stwo­rze­nie takie­go narzę­dzia jest moż­li­we”

MikroR­NA są krót­ki­mi czą­stecz­ka­mi RNA o spe­cy­ficz­nej struk­tu­rze. Ich bio­lo­gicz­ną funk­cją jest regu­la­cja pro­duk­cji bia­łek, ale w przed­sta­wia­nej pra­cy sku­pio­no się na innym aspek­cie – zależ­nej od pro­ce­sów pato­lo­gicz­nych zmia­ny ilo­ści kopii spe­cy­ficz­nych mikroR­NA w suro­wi­cy. Okre­ślo­na kon­fi­gu­ra­cja ilo­ści (eks­pre­sji) mikroR­NA w suro­wi­cy wska­zu­je więc na obec­ność kon­kret­nych cho­rób. Wyko­rzy­stu­jąc 653 pró­bek zgro­ma­dzo­nych przez 6 grup badaw­czych z USA, Indii i Pol­ski bada­cze za pomo­cą sekwen­cjo­no­wa­nia mikroR­NA zmie­rzy­li ich ilość w każ­dej prób­ce. Następ­nie zespół prof. Fen­dle­ra wyko­rzy­stał tech­ni­ki bio­in­for­ma­tycz­ne i bio­sta­ty­stycz­ne, w tym opar­te o ucze­nie maszy­no­we, by zde­fi­nio­wać cha­rak­te­ry­stycz­ny dla muta­cji BRCA1 lub BRCA2 pro­fil eks­pre­sji mikroR­NA.

Dr Smy­czyń­ska (pierw­szy autor pra­cy): „Głów­nym pro­ble­mem pro­jek­tu było zna­le­zie­nie spo­so­bu na prze­twa­rza­nie dużych ilo­ści danych o róż­nej jako­ści tech­nicz­nej i cha­rak­te­ry­sty­ce kli­nicz­nej. Usu­nię­cie źró­deł zmien­no­ści innych niż bio­lo­gicz­ne pozwo­li­ło zde­fi­nio­wać któ­re mikroR­NA są zwią­za­ne z zabu­rzo­ną napra­wą DNA i mogą być wyko­rzy­sty­wa­ne jako test dia­gno­stycz­ny”.

Wypra­co­wa­ny model z traf­no­ścią 94% iden­ty­fi­ko­wał oso­by z muta­cja­mi BRCA1/2. Ponie­waż bada­nie to wyko­rzy­stu­je sekwen­cjo­no­wa­nie mikroR­NA, nie jest to jesz­cze test moż­li­wy do sto­so­wa­nia w bada­niach prze­sie­wo­wych, ale sta­no­wi fun­da­ment do kali­bra­cji takie­go narzę­dzia na przy­kład za pomo­cą tech­ni­ki qPCR – tej samej, któ­rą sto­su­je się w przy­pad­ku testów na COVID-19.

Zespo­ły prof. Chow­dhu­ry i prof. Fen­dle­ra wska­zu­ją, że ziden­ty­fi­ko­wa­ny zestaw mikroR­NA ujaw­nia infor­ma­cje inne niż samo sekwen­cjo­no­wa­nie BRCA1/2 lub innych genów zwią­za­nych z napra­wą DNA. Wyni­ki wska­zu­ją na funk­cjo­nal­ny efekt warian­tów gene­tycz­nych, bez wzglę­du na to, któ­ry gen jest dotknię­ty muta­cją. Prof. Chow­dhu­ry: „Nie­ustan­nie odkry­wa­ne są nowe geny i warian­ty zabu­rza­ją­ce napra­wę DNA, co ozna­cza, że wyni­ki okre­śla­ne jako ujem­ne mogą wyma­gać reewa­lu­acji. Posia­da­nie testu, któ­ry nie wyma­ga bazy refe­ren­cyj­nej genów i ich pato­gen­nych warian­tów mógł­by znacz­nie lepiej iden­ty­fi­ko­wać oso­by wyma­ga­ją­ce dokład­niej­sze­go nad­zo­ru onko­lo­gicz­ne­go.”

Dal­sze bada­nia obu zespo­łów sku­pia­ją się na wyka­li­bro­wa­niu testu do wyko­rzy­sta­nia prak­tycz­ne­go oraz prze­te­sto­wa­nia jego efek­tyw­no­ści w skri­nin­gu popu­la­cyj­nym.

Ser­decz­nie gra­tu­lu­je­my!

 

Bada­nia finan­so­wa­ne przez:

Dana-Far­ber / Harvard Can­cer Cen­ter Ova­rian Can­cer SPORE, the Natio­nal Insti­tu­tes of Health, the Natio­nal Can­cer Insti­tu­te, the Mas­sa­chu­setts Life Scien­ces Cen­ter Bits to Bytes Pro­gram, the Debo­rah and Robert First Fami­ly Fund, the Hono­ra­ble Tina Bro­zman Foun­da­tion, the V Foun­da­tion, the Migh­ty Moose Foun­da­tion, and the DST-UKERI (the Govern­ment of India Depart­ment of Scien­ce and Tech­no­lo­gy and the UK-India Edu­ca­tion and Rese­arch Ini­tia­ti­ve).