Новое открытие ученых повысит точность диагностики рака легких

Ученые из Малагского университета в своем недавнем исследовании, которое они провели в Центре суперкомпьютерных вычислений и биоинноваций с использованием образцов тканей из биобанка, выявили несколько новых биомаркеров для диагностики, прогнозирования и даже лечения рака легкого.
По данным Всемирной организации здравоохранения, рак легких является одним из самых распространенных видов онкологии, на который приходится наибольшее количество смертей. Каждый год он уносит жизни почти двух миллионов человек. Основным фактором риска считается курение, но развиться болезнь может даже у тех, кто ни разу не прикасался к сигарете.

Для этой формы рака характерно скрытое течение, то есть на ранних стадиях заболевание не имеет выраженных клинических симптомов. Поэтому львиная доля диагнозов ставится тогда, когда опухоль уже распространилась за пределы первичной локализации, и варианты лечения сильно ограничены. Это обуславливает печальную статистику, согласно которой только менее 5% пациентов с раком легкого преодолевают пятилетний рубеж.

При этом выявление болезни на начальном этапе развития может повысить выживаемость до 90%. Поэтому своевременная диагностика опухолей легких является критически важной и способна значительно увеличить шансы на благоприятный исход. Сегодня золотым стандартом скрининга является компьютерная томография. При подозрении на онкологию для уточнения характера новообразования проводят биопсию. Часто параллельно выполняют молекулярно-генетическое тестирование, которое позволяет обнаружить специфические для этого вида рака мутации или биомаркеры.

Испанские ученые недавно обнаружили новые биомаркеры, которые помогут быстрее и эффективнее выявлять опухоли легких. Их исследование, опубликованное в научном журнале PeerJ, доказало, что гены и нормальных, и злокачественных клеток в повторяющихся участках ДНК, образованных главным образом останками мигрирующих генетических элементов – транспозонов, постоянно выборочно экспрессируются.

«Последние десять лет мы работаем, полагая, что повторяющиеся последовательности ДНК в здоровых клетках находятся в «спящем» состоянии и что, когда клетка становится раковой, эти участки генома перестают регулироваться, начинают чрезмерно экспрессироваться и вызывают устойчивость к лечению, – поясняет Гонсало Кларос, профессор кафедры молекулярной биологии и биохимии Малагского университета.

Он уверяет, что исследование его команды подтверждает, что это не так, что повторяющиеся последовательности как в нормальной, так и в опухолевой ткани специфически экспрессируются и регулируются. «Мы показали, что ситуация меняется, когда клетки претерпевают злокачественную трансформацию», – говорит профессор.

Как результат, ученые обнаружили некоторые повторяющиеся участки ДНК, которые ведут себя одинаково у всех пациентов и при всех изученных подтипах рака легких. Это касается элементов AluYg6 и LTR18B, которые крайне слабо экспрессируются в клетках всех видов опухолей легкого, и HERVK11D-Int и UCON88, которые специфически активируются при аденокарциноме и мелкоклеточном раке легких соответственно.

Результаты исследования, хоть пока и ожидают подтверждения в лаборатории, открывают новые возможности для более точной диагностики опухолей легкого, а также являются новым источником информации для специалистов, так как их легко можно применять ко всем заболеваниям, в развитии и течении которых есть генетическая составляющая.

Новый источник биомаркеров

Ученые предлагают изучать повторяющиеся участки, которые составляют больше половины всего генома, в качестве нового источника биомаркеров, до сих пор практически не использовавшихся при исследовании рака. Они отмечают точность, экономию времени и средств, которых можно добиться, если использовать анализ этих маркеров генной экспрессии наряду с анализом генных мутаций с помощью высокопроизводительного секвенирования.
Трансформировать эти результаты для применения в медицинской практике будет непросто, признают исследователи. В качестве потенциального решения они предлагают использовать жидкостную биопсию для выявления повторяющихся последовательностей подвижных участков генома. «Это позволит повысить точность диагностики и сократить время на ее проведение, а также уменьшить размер отбираемых образцов тканей», – подчеркивает профессор Кларос.

В рамках этого исследования ученые в течение почти трех лет сравнивали образцы здоровых и опухолевых тканей, взятых у одного и того же пациента с раком легкого, притом что обычно этот анализ проводят на образцах тканей разных пациентов. Они использовали образцы 50 пациентов из Кореи и 17 – из Китая, имеющиеся в общедоступных базах данных, впоследствии добавив к ним биоматериалы 8 пациентов районной больницы Малаги, взятые из биобанка.

«Просто проведя расшифровку генетической последовательности образцов восьми образцов из биобанка Малаги, используя для этих целей платформу высокопроизводительного секвенирования Центра суперкомпьютерных вычислений и биоинноваций, мы получили данные, которые затем проверили на тысячах других пациентов из других баз данных», – говорит профессор Кларос, отмечая, что вся эта информация доступна для научного сообщества.