Tekutá biopsia v diagnostike

Diagnostika a pochopenie molekulárnych mechanizmov nádorových ochorení predstavujú jednu z kľúčových výzev modernej onkológie. Na oddelení molekulárnej onkológie v Biomedicínskom centre SAV, v. v. i., sa zaoberáme výskumom viacerých nádorových ochorení vrátane duktálneho adenokarcinómu pankreasu (PDAC).

Táto diagnóza patrí medzi najagresívnejšie onkologické ochorenia pre jej mimoriadne nepriaznivú prognózu a vysokú úmrtnosť. V skorých štádiách je toto ochorenie asymptomatické alebo ho sprevádzajú mierne a nešpecifické príznaky. Z tohto dôvodu je až 80 % pacientov diagnostikovaných v pokročilom štádiu, keď už nie je možné nádor odstrániť operačne a päťročné prežívanie nedosahuje ani 10 %. Vyznačuje sa rýchlou progresiou, skorým metastázovaním a nízkou efektivitou dostupnej liečby. V tomto kontexte sa preto stávajú predmetom výskumu moderné diagnostické prístupy ako tekutá biopsia, ktorá má potenciál odhaliť toto ochorenie v skoršom štádiu a predĺžila by tým prežívanie a kvalitu života pacientov.

Neinvazívna metóda

Tekutá biopsia je neinvazívny diagnostický prístup založený na analýze cirkulujúcich komponentov získaných z periférnej krvi, moču alebo mozgovomiechového moku. Medzi tieto komponenty patria aj malé fragmenty genetickej informácie (DNA a RNA), ktoré sa uvoľňujú z buniek a voľne cirkulujú v obehu.

Hlavnou výhodou tekutej biopsie je jej neinvazívnosť, ktorá umožňuje opakovaný odber biologického materiálu a sledovanie progresie ochorenia, odpovede na liečbu aj vzniku rezistencie. Medzi najčastejšie skúmané molekuly patria cirkulujúca voľná DNA, rôzne typy RNA, cirkulujúce nádorové bunky a extracelulárne vezikuly.

Časť týchto komponentov pochádza priamo z nádorových buniek, z ktorých sa uvoľňujú pri bunkovej smrti (apoptóze a nekróze) alebo aktívnou sekréciou. Poskytujú tak dôležité informácie o charaktere ochorenia, mutačnej náloži, epigenetických zmenách a heterogenite nádorových buniek v primárnom nádore aj metastázach.

Metylácia DNA

Špeciálnu pozornosť vo výskume PDAC získavajú spomínané epigenetické zmeny, ktoré zohrávajú kľúčovú úlohu vo vzniku a progresii nádoru. Jedna z týchto modifikácií – nazývaná metylácia DNA – je chemické označenie DNA, ktoré vedie k dôležitým zmenám v regulácii a prejave génov bez narušenia samotnej sekvencie DNA. Tento mechanizmus je prirodzenou súčasťou fungovania zdravých buniek. V nádorových bunkách však dochádza k jeho narušeniu a práve abnormálna metylácia DNA vedie k aktivácii génov podporujúcich progresiu nádoru (onkogénov) a k utlmeniu tumorsupresorových génov, čo prispieva k nekontrolovanému bunkovému rastu a inhibícii bunkovej smrti.

Tieto zmeny sa objavujú už vo veľmi skorých fázach ochorenia. Metylácia DNA je navyše pomerne stabilná, a preto ju možno spoľahlivo detegovať aj v malých fragmentoch DNA cirkulujúcich v krvi. V oblasti včasnej diagnostiky sa vykonáva napríklad test s názvom PDACatch založený na metylácii DNA, ktorý dokázal rozlíšiť pacientov s PDAC od zdravých ľudí s vysokou presnosťou (AUC 0,91) a v skorých štádiách ochorenia zachytil viac prípadov než bežne používaný onkomarker CA19-9 (napr. 80 % vs. 68 % v štádiu I).

Potenciálne biomarkery

Ďalším príkladom je sledovanie priebehu ochorenia, keď sa identifikovali zmeny nádorovej DNA v krvi počas liečby a dokázali u niektorých pacientov upozorniť na zhoršenie stavu v priemere o 23 dní skôr, než ho odhalili zobrazovacie vyšetrenia. Tieto výsledky naznačujú, že jednoduchý krvný test môže v budúcnosti pomôcť nielen so skorším odhalením ochorenia, ale aj s efektívnejším sledovaním jeho vývoja a účinnosti liečby.

Na našom pracovisku plánujeme nadviazať na tieto poznatky a pomocou celogenómového enzymatického sekvenovania budeme analyzovať zmeny metylácie DNA v plazme pacientov s PDAC a porovnávať ich s kontrolnou skupinou jedincov bez onkologickej diagnózy. Cieľom je identifikovať odlišne metylované oblasti (DMR), ktoré by mohli predstavovať potenciálne biomarkery využiteľné na včasnú diagnostiku ochorenia alebo jeho presnejšiu stratifikáciu. Výskum v tejto oblasti aj naďalej prebieha a zatiaľ nie je súčasťou klinickej praxe, no výsledky doterajších štúdií sú veľmi sľubné a naša vízia – vyvinúť neinvazívne diagnostické nástroje – by potom mohla pomôcť pacientom.

Autorka článku a ilustrácie: Mgr. Katarína Buranovská
Ústav experimentálnej onkológie BMC SAV, v. v. i.
Článok vznikol v spolupráci s platformou Mladí vedci SAV.