Biopsia lichidă cu analiză a modificărilor ARN detectează cancerul colorectal în stadiu incipient cu o precizie de 95%

Biopsiile lichide sunt teste care caută semne de cancer folosind o simplă recoltare de sânge. Spre deosebire de biopsiile tradiționale, care necesită prelevarea unei bucăți de țesut, o biopsie lichidă caută de obicei mutații sau modificări ale fragmentelor de ADN din celulele canceroase care circulă în sânge.

Deși biopsiile lichide reprezintă o modalitate promițătoare, neinvazivă, de a detecta și monitoriza cancerul pe măsură ce acesta progresează, acestea nu sunt la fel de sensibile și precise în stadiile incipiente ale bolii.

Oamenii de știință de la Universitatea din Chicago au dezvoltat un test de biopsie lichidă mai sensibil, care folosește ARN în loc de ADN pentru a detecta cancerul.

Folosind probe de sânge de la pacienți cu cancer colorectal, testul a reușit să detecteze cele mai incipiente stadii ale bolii cu o precizie de 95%, depășind semnificativ metodele comerciale de testare neinvazive existente.

Dificultăți în diagnosticarea precoce

Când celulele tumorale mor, acestea se descompun și eliberează fragmente de material genetic în fluxul sanguin. Biopsiile lichide standard se bazează pe acest ADN plutitor, numit ADN liber circulant (cfDNA), pentru a detecta cancerul.

Totuși, în stadiile incipiente ale bolii, când celulele tumorale sunt încă în creștere și înmulțire activă, există foarte puțin ADN cf în sânge.

„Aceasta a reprezentat o problemă majoră pentru detectarea precoce. Pur și simplu nu există suficient ADN tumoral în sânge”, a declarat Chuan He, doctor, profesor distins de chimie și profesor de biochimie și biologie moleculară la Universitatea din Chicago.
„Aceasta a reprezentat o problemă pentru noi toți în detectarea precoce a cancerului colorectal, așa că am decis să folosim ARN în schimb.”

Dr. He este autorul principal al studiului „Modificările ARN-ului liber derivat din microbiom în plasmă discriminează probele de cancer colorectal”, publicat în Nature Biotechnology.

De ce ARN?

ARN-ul este o formă intermediară de cod genetic care copiază și execută instrucțiunile ADN-ului pentru a produce proteinele necesare celulelor. Testarea ARN-ului este un bun indicator al activității genelor, deoarece prezența ARN-ului înseamnă că celulele lucrează activ și construiesc proteine.

Pentru noul studiu, studenții absolvenți Cheng-Wei Ju și Li-Sheng Zhang, fost cercetător postdoctoral în laboratorul lui He (acum profesor la Universitatea de Știință și Tehnologie din Hong Kong), au început să investigheze posibilitatea utilizării ARN-ului liber de celule circulant (cfRNA) în loc de cfDNA pentru diagnosticarea și detectarea cancerului.

Studierea microbiomului

Studiul a arătat că nu numai că am putea măsura modificările cfRNA din celulele umane, dar am putea detecta și ARN din microbii intestinali. Miliarde de bacterii coexistă cu noi în sistemul nostru digestiv, iar activitatea lor se schimbă și în prezența cancerului.

„Am descoperit că ARN-ul eliberat de microbi prezenta diferențe semnificative între pacienții cu cancer și persoanele sănătoase”, a spus dr. He.
„În intestin, atunci când o tumoare începe să crească, microbiomul vecin se reorganizează ca răspuns la inflamație, iar acest lucru afectează microbii din jur.”

Populația microbiomului se reînnoiește mult mai repede decât celulele umane, mai multe celule murind și eliberând fragmente de ARN în fluxul sanguin. Aceasta înseamnă că un test care măsoară modificările ARN-ului microbian ar putea detecta o potențială activitate tumorală mult mai devreme decât testele bazate pe ADN-ul celulelor tumorale umane.

Rezultate

• Testele comerciale existente care măsoară ADN-ul sau ARN-ul din scaun au o acuratețe de aproximativ 90% în cancerul în stadiu avansat, dar precizia lor scade sub 50% în stadiile incipiente.

• Un nou test bazat pe modificări ale ARN-ului a arătat o precizie generală de aproape 95%, inclusiv o precizie ridicată în cele mai incipiente stadii ale cancerului.

„Aceasta este prima dată când modificările ARN au fost utilizate ca potențial biomarker pentru cancer și s-a dovedit a fi mult mai fiabil și mai sensibil decât măsurarea nivelurilor de ARN”, a spus dr. He.
„Capacitatea de a detecta cancerul în aceste stadii incipiente este fără precedent.”