Новая стратегия может позволить осуществлять мониторинг рака только на основе анализов крови

Новый метод с исправлением ошибок для обнаружения рака по образцам крови гораздо более чувствителен и точен, чем предыдущие методы, и может быть полезен для мониторинга состояния заболевания у пациентов после лечения, согласно исследованию исследователей Weill Cornell Medicine и New York Genome Center. Метод, основанный на секвенировании всего генома ДНК, также представляет собой важный шаг на пути к цели рутинного скрининга на основе анализа крови для раннего выявления рака.

В исследовании, опубликованном 11 апреля в Nature Methods , ученые сравнили эффективность обнаружения рака новой коммерческой платформы секвенирования от Ultima Genomics. Они продемонстрировали, что недорогая платформа, такая как эта, обеспечивает очень высокую «глубину» покрытия — меру качества данных секвенирования — что позволяет исследователям обнаруживать крайне низкие концентрации циркулирующей опухолевой ДНК. Добавление метода исправления ошибок значительно повысило точность метода.

«Сейчас мы вступаем в эру недорогого секвенирования ДНК, и в этом исследовании мы воспользовались этим преимуществом, чтобы применить методы секвенирования всего генома, которые в прошлом считались бы совершенно непрактичными», — сказал старший автор, доктор Дэн Ландау, профессор медицины имени семьи Библиович, член Института прецизионной медицины Энгландера и Онкологического центра Сандры и Эдварда Мейера в Медицинском центре Вейля Корнелла, а также ведущий преподаватель Нью-Йоркского геномного центра.

Технология «жидкой биопсии» на основе анализа крови для раннего выявления рака и мониторинга онкологической нагрузки у пациентов может произвести революцию в лечении рака . Однако чувствительное и точное определение мутационных сигнатур рака, просто из крошечных концентраций ДНК опухоли в образцах крови , было сопряжено с серьезными проблемами. Лаборатория Ландау большую часть последнего десятилетия работала над преодолением этих проблем, используя методы, основанные на секвенировании всего генома, а не только целевое секвенирование участков ДНК, где ожидаются мутации. В исследовании, опубликованном в прошлом году, они показали, что могут надежно обнаруживать запущенную меланому и рак легких из образцов крови пациентов, даже без доступа к данным о секвенировании из образцов опухоли.

В новом исследовании они продвинули свой подход на шаг дальше. Во-первых, они показали, что низкая стоимость новой платформы секвенирования обеспечивает глубину секвенирования всего генома, которая была бы непомерно дорогой при использовании старых технологий. Используя только эту платформу и имея в качестве ориентира известные мутационные паттерны в опухолях пациентов, они смогли обнаружить ДНК опухоли в образцах крови пациентов в концентрациях в диапазоне частей на миллион. Все образцы в исследовании были собраны после получения информированного согласия пациентов.

Затем команда повысила точность этого подхода с помощью метода исправления ошибок, который использует избыточную информацию в естественной двухцепочечной ДНК. Они показали, что комбинированная техника имеет чрезвычайно низкий уровень ошибок, что делает ее в принципе осуществимой для использования на образцах крови без необходимости доступа к опухолям пациентов.

В сотрудничестве с другими исследовательскими группами ученые продемонстрировали потенциал этого высокочувствительного и малоошибочного подхода, используя его для обнаружения и оценки очень низких уровней рака у пациентов с раком мочевого пузыря и меланомой только по образцам крови.

«Это сотрудничество позволило нам проанализировать циркулирующую опухолевую ДНК у пациентов с раком мочевого пузыря и выявить отдельные мутационные сигнатуры, которые моя лаборатория тщательно изучала. Включение этих сигнатур в анализ значительно повысило чувствительность обнаружения циркулирующей опухолевой ДНК», — сказал доктор Бишой М. Фальтас, главный научный сотрудник Института прецизионной медицины имени Ингландера и доцент кафедры медицины, а также клеточной и эволюционной биологии в Weill Cornell Medicine. Доктор Фальтас также является урологом-онкологом в NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center.

«Например, мы смогли увидеть увеличение уровня циркулирующей опухолевой ДНК после лечения у пациентов с прогрессирующим или рецидивирующим раком, а также снижение этого уровня у пациентов, у которых рак полностью или частично излечился», — сказал первый автор, доктор Александр Ченг, научный сотрудник лаборатории Ландау во время исследования.

«Эти результаты позволяют нам думать о будущем, в котором мы сможем обнаруживать и отслеживать рак только по анализам крови», — сказал доктор Ландау, который также является онкологом в Нью-Йоркском пресвитерианском медицинском центре Вейла Корнелла.

Читайте также: