14 типов рака
Рак на ранней стадии можно диагностировать по профилю гликозаминогликанов
Татьяна Сашина, PCR.news
Чем позднее обнаруживается рак, тем сложнее его лечить. Программы скрининга рака молочной и предстательной желез, легких, шейки матки и колоректального рака помогли значительно снизить смертность. Современные скрининговые тесты сильно зависят от типа злокачественного новообразования, поэтому пациентов необходимо проверять на каждый из них отдельно. Раннее выявление сразу множества типов рака (multi-cancer early detection, MCED) с помощью единого теста и постановка диагноза на первой стадии могли бы существенно помочь в борьбе с онкологическими заболеваниями. Разрабатываемые тесты MCED обычно основаны на генетике, например, на обнаружении фрагментов ДНК опухолей, циркулирующих в крови. Однако на пути к MCED существуют такие ограничения, как низкая чувствительность на первой стадии заболевания (около 10%), отсутствие возможности выявить некоторые типы рака, например, опухоли головного мозга или мочеполовой системы, сложности самого анализа и потенциальная гипердиагностика.
Ученые из Технологического университета Чалмерса (Швеция) в сотрудничестве с более чем 30 коллегами из 10 университетов и институтов разных стран предложили новый метод простого неинвазивного обнаружения сразу нескольких типов злокачественных новообразований одновременно, включая и такие, которые трудно выявить с помощью фрагментов ДНК. В новой работе они обратили внимание на свободные гликозаминогликаны — класс полисахаридов, которые являются важной частью метаболизма человека и обладают большим структурным разнообразием со сложными паттернами сульфатирования и эпимеризации. Известно, что формирование опухоли вызывает специфическое перепрограммирование их биосинтеза.
Авторы продемонстрировали, что профили свободных гликозаминогликанов в биологических жидкостях (GAGome) обладают высоким потенциалом в качестве биомаркеров метаболизма опухоли для MCED при 14 типах рака. В предложенном ими методе используются небольшие объемы крови и мочи, что делает его более практичным и дешевым. «Метод сравнительно прост, и это означает, что его стоимость будет значительно ниже, что в конечном итоге позволит большему количеству людей получить доступ к тесту и пройти его», — пояснил Франческо Гатто, приглашенный исследователь на кафедре биологии и биологической инженерии в Технологическом университете Чалмерса и один из авторов исследования
Для исследования профилей свободных гликозаминогликанов ученые использовали 2064 образцов плазмы крови и мочи от 1260 больных раком и здоровых людей. Они разработали стандартизированную методику определения GAGome в биоматериале на основе высокопроизводительной сверхвысокоэффективной жидкостной хроматографии в сочетании с масс-спектрометрией (UHPLC-MS/MS). GAGome включал 39 различных характеристик, таких как концентрация 17 дисахаридных субъединиц хондроитинсульфата (CS), гепарансульфата (HS) и гиалуроновой кислоты (HA), заряд CS и HS и другие.
Исследователи выявили значительные изменения этого показателя в биологических жидкостях, специфичные для разных видов рака как на ранней, так и на поздней стадии, в сравнении со здоровыми людьми. С помощью машинного обучения исследователи разработали три модели на основе профилей GAGome в моче и (или) в плазме, которые могли обнаруживать любой рак на первой стадии заболевания с чувствительностью до 62% при специфичности 95%. При этом пациенты, у которых рак обнаружить не удалось, имели лучший прогноз, менее агрессивный фенотип рака и риск смерти ниже на 39–50%. Анализ профилей свободных гликозаминогликанов позволили предсказать предполагаемую локализацию рака с точностью 89%.
Для подтверждения возможности использования GAGome при скрининге исследователи провели валидационное исследование, которое требовало уже специфичности 99% и более, на здоровых взрослых людях из Lifelines Cohort Study, популяционного биобанка Нидерландов. Оно включило 171 пациента, у которого рак нашли в течение 18 месяцев после визита, и 110 человек без рака, соответствующих по возрасту, полу и биохимическим показателям. Комбинированное определение профилей GAGome в плазме и моче позволило выявить любой тип рака с плохим прогнозом в течение 18 месяцев с чувствительностью 43%.
В целом GAGome оказался мощным метаболическим биомаркером для MCED, потенциально позволяющим удвоить количество раковых заболеваний, обнаруживаемых на первой стадии. Результаты исследования важны для ускорения внедрения MCED в практику и открывают новые возможности более дешевого и эффективного скрининга рака.
Статья Bratulic et al. Noninvasive detection of any-stage cancer using free glycosaminoglycans опубликована в журнале PNAS.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru