Проверено Эмили Хендерсон, бакалавр наук 21 октября 2020 г.

Группа ученых из Техасского университета A&M, Медицинского колледжа Бейлора и Детской больницы Техаса разработала способ более точного обнаружения и мониторинга распространенного типа рака мозга у детей, создав основу для предоставления врачам возможности наблюдения в реальном времени. на то, как рак реагирует на лечение.

Медуллобластома (МБ), самая распространенная опухоль головного мозга у детей, в настоящее время диагностируется на основании клинических симптомов, исследования магнитно-резонансной томографии (МРТ) и биопсии опухоли. Затем он контролируется с помощью обычных МРТ, чтобы измерить физические изменения в опухоли. Клиницисты также проводят повторные люмбальные пункции, обычно известные как спинномозговые пункции, для сбора спинномозговой жидкости (CSF), которая проверяется на наличие опухолевых клеток.

«Если в спинномозговой жидкости нет опухолевых клеток, клиницисты, вероятно, полагают, что их лечение является эффективным, и продолжают курс лечения. Однако часто существует несоответствие между результатами анализа спинномозговой жидкости и окончательным результатом пациента», – сказал Цзя Ли, доктор философии, доцент-исследователь Центра эпигенетики и профилактики заболеваний (CEDP) Техасского института бионаук и технологий A&M и первый автор исследования, опубликованного в Science Advances . «Следовательно, крайне желательно иметь более чувствительный способ систематической оценки и мониторинга реакции опухоли после лечения и, в то же время, уверенно обнаруживать рецидив опухоли до того, как появятся очевидные анатомические изменения в опухоли, видимые с помощью МРТ или КТ. "

Другими словами, клиницисты хотят иметь возможность контролировать состояние опухоли у пациентов, чтобы они могли вмешаться как можно раньше, если есть доказательства того, что опухоль рецидивировала или снова начинает агрессивно расти. Жидкая биопсия – метод обнаружения раковой ДНК или биомаркеров других заболеваний в биологических жидкостях, таких как кровь, – все чаще используется для мониторинга таких видов рака у взрослых, как колоректальный рак и рак груди. Этот метод является относительно неинвазивным способом оценки прогрессирования рака, ответа на терапию и рецидива.

Текущая технология обнаруживает генные мутации, связанные с раком, в плазме. Однако этот подход более сложен для лечения рака головного мозга у детей, потому что этот вид рака часто имеет очень мало мутаций. По словам исследователей, их можно охарактеризовать как «генетически безвредные», то есть они не содержат огромного количества мутаций самой ДНК.

Вместо этого опухоли головного мозга у детей часто имеют эпигенетические изменения. Другими словами, вместо того, чтобы сама ДНК изменялась мутацией, в раковых клетках определенные критические гены включаются или выключаются эпигенетическими изменениями, которые регулируют их активность. Присутствие эпигенетических аномалий при раке головного мозга у детей привело исследовательскую группу к выводу, что эпигенетические маркеры в биологических жидкостях, таких как спинномозговая жидкость, могут быть эффективным способом обнаружения и мониторинга этих типов рака.

Другая проблема с использованием жидкой биопсии при детском раке головного мозга состоит в том, что ДНК опухоли головного мозга практически не обнаруживается в плазме из-за гематоэнцефалического барьера, который предотвращает попадание ДНК опухоли головного мозга в кровоток. Напротив, CSF взаимодействует с опухолевыми клетками мозга в центральной нервной системе и может использоваться для жидкостной биопсии. Однако в спинномозговой жидкости содержится крайне мало ДНК, что затрудняет изучение.

Ли вместе с Юн Нэнси Хуанг, доктором наук, доктором наук, и Дэцян Сунь, доктором философии, разработали новый метод, позволяющий обойти эту проблему, и успешно профилировали метилирование ДНК по всему геному при очень малых количествах ДНК в спинномозговой жидкости. Они использовали образцы спинномозговой жидкости, полученные из биобанка, построенного врачами Техасской детской больницы в течение 20 лет. «Опухолевые клетки в спинномозговой жидкости разлагаются во время циркуляции, но ДНК существует намного дольше, чем клетки, и поэтому в образцах биобанка можно обнаружить внеклеточную опухолевую ДНК (цтДНК)», – сказал Хуанг, доцент CEDP и соавтор-корреспондент этого исследования.

Исследователи разработали экспериментальный и вычислительный метод анализа этой ДНК. Их результаты показали, что эпигенетический маркер, метилирование ДНК, может быть обнаружен в цтДНК из спинномозговой жидкости, что служит потенциальным биомаркером для определения статуса опухоли МБ и позволяет прогнозировать

.

«По сути, это совершенно новый способ обнаружения метилирования ДНК в циркулирующей ДНК и его использования для обнаружения и количественного определения биомаркеров при детском раке», – сказал Питер Дэвис, доктор медицинских наук, профессор Медицинского колледжа Техасского университета A&M и директор из Центра трансляционных исследований рака Института биологических наук и технологий и соавтор исследования.

В конечном итоге это исследование приведет к разработке набора биомаркеров, который врачи смогут использовать для наблюдения за пациентами с опухолями головного мозга у детей. Впереди еще много шагов, но эти открытия вызвали большой интерес у врачей и открывают перспективы для клинического применения.

«Биобанк, построенный врачами Техасской детской больницы, является бесценным ресурсом», – сказал Дэвис. «Все образцы были переданы пациентами с информированного согласия, и, в конечном итоге, именно готовность пациентов и их семей разрешить хранение своих образцов для будущих исследований делает возможной такую ​​работу»

Это классический пример использования «командной науки» для ответа на действительно важные вопросы, которые невозможно решить без объединения уникального опыта. У нас есть уникальный опыт работы в Техасском медицинском центре, но вам необходимо объединить этих выдающихся людей. Сюда входят врачи, биоинформатики и эпигенетики. Эти люди часто находятся в разных учреждениях, но мы собираем их всех вместе, чтобы ответить на очень важные вопросы для клинического перевода »

Родерик Дэшвуд, доктор философии, FRSB, директор CEDP, профессор Медицинского колледжа и соавтор исследования

Source link