Новая жидкая биопсия улучшает обнаружение ДНК опухоли

28.03.2016, 15:34 Медицина

Исследователи Стэнфордского университета придумали способ значительно увеличить чувствительность метода для идентификации ДНК последовательностей из раковых клеток, циркулирующих в крови человека.

Как отметил ведущий автор Maximilian Diehn, есть надежда на то, что такие «жидкие» биопсии из легко получаемых образцов крови могут в один прекрасный день заменить необходимость хирургического получения опухолевой ткани для исследования.

Новый подход работает путем выявления ошибок, которые возникают, когда ДНК опухоли захватывается из крови и подготавливается для секвенирования. Удаление этих ошибок из результатов секвенирования позволяет ученым более точно определить раковые мутации. Diehn говорит: «Теперь мы можем обнаружить еще более точно наличие специфических мутаций в ДНК при раковых заболеваниях, которые могли бы помочь при выборе лечения или обнаружения остаточного рака. Мы становимся ближе к методу, который значительно снижает потребность в инвазивных биопсиях для выявления опухолевых мутаций или отслеживания реакцию на терапию».

Раковые клетки непрерывно делятся и умирают. Когда они умирают, они выпускают ДНК в кровь, своеобразные крошечные генетические сообщения. Умение читать эти сообщения — и выбрать один из 1 миллиона, которые приходят из раковых клеток, позволяет врачам быстро и неинвазивно контролировать наличие и объем опухоли, ответ пациента на терапию и даже то, как опухолевые мутации развиваются с течением времени в условиях лечения.

Исследователи назвали свой новый двусторонний подход «подавление интегрированный цифровой ошибки» или IDES. Он основан на ранее разработанном методе под названием САРР-Seq, способного захватить очень малые количества ДНК опухоли из крови путем поиска мутаций, связанных с определенными злокачественными опухолями. С помощью CAPP-Seq, исследователи смогли обнаружить всего лишь одну молекулу ДНК от опухоли из более 5000 нормальных фрагментов ДНК.

IDES основывается на CAPP-Seq, путем устранения технических ограничений: невозможность точно последовательность очень небольших количеств ДНК. Перед секвенированием, многие копии должны быть сделаны из каждого фрагмента двухцепочечной ДНК. Это копирование повышает вероятность ошибки в последовательности.

Исследователи нужен способ, чтобы определить, пришли ли мутации, выявленные в ходе процесса секвенирования, из опухоли или были введены в процессе секвенирования. Они разработали способ помечать циркулирующие молекулы двухцепочечной ДНК в крови «штрих-кодом». Поскольку нити отдельной молекулы ДНК подходят друг к другу, как молния, можно предсказать последовательность одной нити из последовательности другой. Таким образом, штрих-код позволяет исследователям найти две нити и искать расхождения. Кроме того, их подход разработан так, чтобы свести к минимуму число молекул, которые теряются во время штрихового кодирования и обработки образцов, что особенно важно при анализе небольшого количества циркулирующих ДНК.

«Наша методика является значительным шагом вперед по сравнению с предыдущими методами штрих-кодирования, поскольку она устраняет больше ложных срабатываний без ущерба для истинных позитивов. Помечая молекулы ДНК, мы можем отслеживать, какие молекулы были точно воспроизведены в процессе секвенирования и накопившиеся ошибки, которые не присутствовали в опухоли или крови пациента», добавил Diehn