Исследователи обнаружили, что уникальная нано- масштабированная ДНК-подпись может быть общей для всех раков

Исследователи из Австралийского института биоинженерии и нанотехнологий Университета штата Квинсленд (AIBN) обнаружили отличительную ДНК-подпись нанометрового масштаба, которая, по-видимому, является общей для всех видов рака.

Исходя из этого открытия, исследователи разработали инновационную технологию, которая позволяет быстро и легко обнаруживать рак любого типа ткани, такого как кровь или биопсия.

Исследование, поддержанное грантом Национального фонда рака молочной железы и сообщенное в журнале Nature Communications предлагает новые идеи о том, как эпигенетическое перепрограммирование в раке контролирует химические и физические свойства ДНК и может привести к в совершенно новом подходе к диагностике точек заботы.

Поскольку рак является чрезвычайно сложным и переменным заболеванием, было сложно найти простую подпись, общую для всех видов рака, но отличную от здоровых клеток .

Д-р Абу Сина, научный сотрудник, AIBN.

Чтобы преодолеть эту проблему, д-р Сина и д-р Лора Карраскоса, которые работают с профессором Мэттом Трау в AIBN, сосредоточились на чем-то известном как циркулирующая свободная ДНК.

Сродни здоровым клеткам, раковые клетки всегда находятся в процессе умирания и обновления. Когда они умирают, они по существу взрываются и освобождают свой груз, включая ДНК, который затем циркулирует.

«. Была большая охота, чтобы определить, есть ли какая-то четкая ДНК-подпись, которая находится только в раке, а не в остальной части тела – говорит доктор Карраскоса.

Поэтому команда исследовала эпигенетические закономерности геномов здоровых клеток и раковых клеток. Проще говоря, они искали образцы молекул, известных как метильные группы, которые украшают ДНК. Эти метильные группы жизненно важны для функции клеток, поскольку они служат сигналами, которые контролируют выбор конкретных генов, которые должны быть включены и выключены в любой заданный интервал.

Эти метильные группы широко распространены по всему геному в здоровых клетках. Однако исследователи AIBN обнаружили, что геном раковых клеток является фундаментально стерильным, за исключением интенсивных кластеров метильных групп в очень точном месте.

Эта уникальная подпись, которую они назвали раком «methylscape», для ландшафта метилирования, присутствовала во всех типах рака молочной железы, которую они исследовали, и также присутствовала в других формах рака, таких как лимфома, колоректальный рак и рак предстательной железы .

Практически каждая часть раковой ДНК, которую мы исследовали, имела этот весьма предсказуемый образец .

Мэтт Трау, профессор, AIBN.

По его словам, если клетка считается жестким диском, то новые открытия предполагают, что рак требует определенных генетических программ или приложений для того, чтобы функционировать.

« Кажется, что это общая черта для всего рака », – говорит он. « Это потрясающее открытие ».

Кроме того, команда обнаружила, что когда интенсивные кластеры метильных групп помещаются в раствор, они превращают фрагменты раковых ДНК в трехмерные наноструктуры, которые по существу любят прилипать к золоту

Исследователи использовали это для разработки анализа, в котором используются наночастицы золота, которые сразу меняют цвет в зависимости от того, присутствуют ли эти трехмерные наноструктуры раковой ДНК.

« Это происходит в одной капле жидкости », – говорит Трау. « Вы можете обнаружить это на глазу, это так же просто, как это ».

Кроме того, технология была адаптирована для электрохимических систем, что позволяет недорогое и портативное обнаружение, которое в конечном итоге может быть выполнено с помощью мобильного телефона.

На сегодняшний день они протестировали новую технологию на 200 образцах различных видов рака человека и здоровых клеток. В некоторых случаях точность обнаружения рака достигает 90%.

Он работает для геномной ДНК, полученной в тканях, и свободной от циркуляции свободной ДНК крови. Это новое открытие может стать игровым сменщиком в области диагностики рака точки зрения .

Д-р Абу Сина, научный сотрудник, AIBN.

Команда говорит, что она еще не идеальна, но она может стать многообещающим началом и со временем будет только улучшаться.

Мы, конечно, еще не знаем, является ли это Святой Грааль или нет для всех онкологических заболеваний, но он выглядит действительно интересным как невероятно простой универсальный маркер рака, а также как очень доступная и недорогая технология, которая не требуют сложного лабораторного оборудования, такого как секвенирование ДНК .

Мэтт Трау, профессор, AIBN.

Source link