Метод «жидкой биопсии» позволяет выявить рак на самых ранних стадиях

Развитие технологий позволяет ученым все точнее обнаруживать начальные признаки рака и других проблем со здоровьем в образцах крови и мочи пациентов. Теперь стало возможным использовать «жидкую биопсию» для диагностики, которая менее травматична, чем традиционная, и предоставляет информацию о состоянии всего организма, а не отдельных органов..

Исследователи из онкологического центра Рогеля университета Мичигана разработали новый метод сканирования генетических отпечатков крошечных фрагментов РНК, обнаруженных в плазме крови, которые невидимы для традиционных методов секвенирования РНК. Результаты исследования опубликованы в журнале EMBO Journal, там же демонстрируется эффективность нового метода в исследовании пациентов с трансплантацией костного мозга.

Транспортно-матричная РНК и длинные некодирующие РНК дают полное представление о состоянии генов по всему организму, включая гены, которые активны только в определенных органах или связаны с конкретными заболеваниями, такими как рак. Таким образом, они могут служить потенциальными биомаркерами для распознания множества болезней.

Настоящим прорывом стало обнаружение микроРНК в плазме крови. «До этого эти типы РНК пропускались, потому что они имеют критические различия, которые не позволяли им проявляться в традиционных результатах секвенирования плазмы крови», – объясняет руководитель исследования, доктор медицинских наук и биомедицинской инженерии Муниш Тевари. Ученые использовали фермент, который сделал «видимой» всю последовательность микроРНК. И этот относительно простой шаг показал, что в крови есть тысячи дополнительных участков генов.

Второй важной частью исследования была разработка метода надежной обработки данных секвенирования для обеспечения точного результата – то, что ученые называют «конвейером биоинформатического анализа высокой строгости».

«Мы должны были выяснить, как отделить сигнал от шума: как удалить фрагменты нерелевантного генетического материала из бактериальных и вирусных РНК, а также из нашего собственного генома, которые добавляют шум к данным», – объясняет ученый.

Новый метод, названный phospho-RNA-seq, был протестирован в реальных условиях на образцах плазмы, взятых у пациентов, перенесших трансплантацию костного мозга. «Мы могли отслеживать маркеры восстановления их костного мозга после трансплантации, а также изменения в РНК плазмы крови, которые указывали на повреждение печени. Это же было подтверждено другими анализами», – говорит Тевари.

Phospho-RNA-seq имеет большое значение для дальнейших научных открытий, а также для клинического применения.

Теперь, когда стало известно, что тысячи ранее неисследованных РНК-фрагментов присутствуют в кровотоке, возник вопрос: почему они там находятся, и какие у них функции? Кроме того, новый метод дает возможность по образцу плазмы составить полную информацию о состоянии здоровья и заболеваниях пациента.

Доктор Тевари также подчеркнул важность совместной междисциплинарной работы, которая потребовала лабораторных, вычислительных и клинических знаний.