Ранняя диагностика рака и других болезней: иммунопрофилирование
Несмотря на впечатляющие достижения науки, рак остается одной из основных причин смертности, а его лечение – тяжелой финансовой нагрузкой для здравоохранения всех стран мира. Специалисты считают, что одним из ключевых подходов к решению проблемы рака является его своевременная диагностика, однако до сих пор поиски биомаркеров ранних стадий заболевания осложнялись множеством факторов.
Исследователям государственного университета Аризоны, работающим под руководством профессора Стивена Альберта Джонстона (Stephen Albert Johnston), удалось разработать многообещающую технологию раннего выявления рака, получившую название «иммунопрофилирование» (immunosignaturing).
На сегодняшний день только несколько биомаркеров рака получили одобрение Управления по контролю за продуктами и лекарствами США для клинического применения. Однако даже эти маркеры далеко не всегда обеспечивают получение достоверной информации. Это обусловлено целым рядом причин. Иммунная реакция организма на рак очень сложна, гетерогенна и варьирует от пациента к пациенту, а также в зависимости от типа и стадии заболевания. При индивидуальном использовании биомаркеры не обладают чувствительностью, достаточной для принятия решения о положительном диагнозе. В то же время диагностические молекулы, такие как РНК, ДНК, белки и пептиды, часто присутствуют в кровотоке в ничтожно малых количествах, что затрудняет количественное и качественное определение их содержания.
Иммунопрофилирование представляет собой принципиально новый подход к решению проблемы, заключающийся в использовании комплексной системы, обеспечивающей профилирование всей популяции антител, циркулирующих в крови пациента. Это осуществляется с помощью микрочипа – стеклянной пластинки, на поверхность которой нанесены его 10 000 олигопептидов, состоящих из случайных последовательностей 20 аминокислот.
При распределении по поверхности микрочипа крошечной капли крови (меньше микролитра) содержащиеся в ней антитела избирательно связываются с отдельными пептидами, формируя «портрет» иммунной активности – иммунный профиль.
Стивен Джонстон, несомненно, понимает, что значат различия между этими двумя иммунными профилями :)
Так как последовательности пептидов формируются случайным образом и не имеют ничего общего с антигенами каких-либо заболеваний, эту платформу можно использовать для диагностики множества патологий одновременно.
В рамках своего исследования авторы сначала с помощью 120 образцов крови (по 20 образцов от каждой из 5 когорт онкологических пациентов с известными диагнозами и 20 образцов крови здоровых людей) определили контрольные иммунные профили – «портреты» иммунной активности, характерные для здоровых людей и пяти анализируемых типов рака. После этого система была протестирована слепым образом на 120 независимых образцах крови пациентов с аналогичными диагнозами. Точность полученных результатов составила 95%.
Для дальнейшей оценки диагностической мощности иммунопрофилирования авторы протестировали ее на более чем 1 500 сохраненных образцов крови пациентов с 14 заболеваниями, в том числе 12 типами рака. При этом 75% образцов использовались для определения контрольных профилей и 25% – для слепого тестирования. В данном случае диагностическая эффективность превысила 98%.
В настоящее время исследователи работают над дальнейшим повышением чувствительности и точности новой технологии. Для этого они планируют нанести на поверхность микрочипа более 100 000 пептидов.
Статья Phillip Stafford et al. Immunosignature system for diagnosis of cancer опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Science.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Arizona State University:
Capturing cancer: a powerful new technique for early diagnosis.
18.07.2014