Метод анализа ДНК-маркера для выявления рака

Наиболее амбициозной целью генной диагностики рака является анализ ДНК маркера, то есть выявление заболевания на предсимптомной стадии и выявление групп риска.

ДНК маркер представляет собой признак информации об опухолевых клетках.

В среднем клиническое проявление наступает, когда опухоль достигает 1 г (108-109 клеток). До этого опухоль молчит и не обнаруживается с помощью доступных в настоящее время тестов. Тем не менее, очень важно обнаружить опухоль на ранней стадии ее развития, единственной стадии, когда лечение эффективно.ДНК маркер

Попытки обнаружить ДНК-маркеры и провести генетическое исследование опухоли в биопсийном материале таком как кровь, моча или экскременты преследуют различные цели:

  • диагностика (в том числе дифференциальная);
  • мониторинг (оценка эффективности лечения, раннее выявление рецидива или метастазирования);
  • скрининг (предсимптомная диагностика, выявление групп риска).

ДНК-маркеры в опухолях

Генетические дефекты встречающиеся в различных комбинациях приводят к изменению важных клинических параметров, включая прогноз, лекарственную или лучевую чувствительность опухолевых клеток, рецидив и особенно распространение опухолевых клеток (метастазирование). Современный подход к молекулярному детальному анализу набора экспрессированных и поврежденных генов позволяет проводить дифференциальную диагностику опухолей на принципиально новом, более высоком уровне наряду с подробным прогнозом прогрессирования заболевания и эффективности лечения.

ДНК-маркеры в экскрементах (локальная диагностика)

Анализ специфических ДНК-маркеров в экскрементах позволяет локально выявлять опухоли в области, ограниченной соответствующей полостью и контактирующими органами. Генная диагностика этого типа часто более чувствительна, чем обычные клинические тесты. Высокая диагностическая  эффективность ДНК-маркеров было продемонстрировано в  моче  мочевого пузыря и почечных карцином, в кале при раке толстой кишки, с панкреатического сока в аденокарциноме поджелудочной железы, со слюной в полости рта опухоли, и с выделением мокроты или бронхиального лаважа  жидкости при раке легкого.

Анализ ДНК мочи имеет особое значение как неинвазивный тест, позволяющий выявить опухоль на ранней, оперируемой стадии. Так, при переходноклеточном раке мочевого пузыря специфические изменения микросателлитных маркеров были обнаружены в моче за несколько месяцев до того, как рецидив мог быть подтвержден цитоскопией.

ДНК-маркеры в крови (общая диагностика)

Хотя ДНК опухоли присутствует в низкой концентрации в крови, во многих случаях ее все еще можно обнаружить с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР). Таким образом, одни и те же мутантные последовательности были обнаружены в опухоли и в крови пациентов с наиболее распространенными злокачественными новообразованиями (опухоли головы, шеи, легких, желудка, печени, толстой кишки и поджелудочной железы).

Это дает уникальную возможность выявлять опухоль независимо от ее локализации, что является наиболее перспективной областью исследований, поскольку речь идет о ранней диагностике и скрининге.

ДНК-маркеры в моче (трансренальная диагностика)

Это вариант общей диагностики. Ученые показали, что почечный барьер человека пронизан определенными фрагментами ДНК, которые были названы трансренальной ДНК. Фрагменты были проанализированы методом ПЦР. Мутантные последовательности онкогенов были обнаружены в моче некоторых пациентов с раком поджелудочной железы или колоректальной карциномой. Таким образом,  метод (который не является инвазивным и не ограничен доступностью клинического материала) подходит для выявления опухолей.

Способы решения

Методы генной диагностики образования раковых опухолей находятся на разных этапах на пути к клиническому применению, имеют разные цели и сталкиваются с разными проблемами.

Объект анализа является материалом для биопсии или хирургического вмешательства.

Целью анализа ДНК маркера является дифференциальная диагностика (выявление типа опухоли среди ряда аналогичных), а не местная диагностика (обнаружение и локализация опухоли). По сравнению с данными обычного гистологического анализа, молекулярный портрет (специфическая комбинация генетических дефектов и набор экспрессируемых генов) опухоли выявляет более мелкие детали фенотипа опухоли и позволяет лучше обосновать выбор лечения для данного пациента.

Клиническое применение высокоразвитого метода массивов ДНК затруднено из-за того, что клиницисты не все готовы воспринимать “молекулярную идеологию”, а необходимое оборудование довольно дорого.

Локальная диагностика (анализ ДНК-маркеров в экскрементах) готова к внедрению в клиническую практику. Этот метод не требует оборудования и реагентов, отличных от тех, что используются для ПЦР, и обладает высокой эффективностью при определенных опухолях . Эта область применения включает диагностику и мониторинг.

Общая диагностика (анализ маркеров в крови и моче) является наиболее перспективным и наиболее разработанным подходом. Его потенциальные возможности кажутся далеко за пределами его нынешних применений.

Огромное значение имеет то, что ДНК маркер может быть обнаружен в крови пациентов с различными опухолями, в том числе наиболее распространенными. С другой стороны, недостатком метода является то, что его чувствительность довольно низкая и существенно варьируется в зависимости от опухоли.

Очевидно, что для широкого клинического применения необходимы чувствительные методы. Чтобы найти пути к более высокой чувствительности, можно рассмотреть конкретные проблемы выявления мутантных клеток в биологических жидкостях организма.

Проблемы определения маркера ДНК

Каждый ДНК маркер обычно ассоциируется с одной или двумя опухолями, в то время как известно около 100 опухолей. Таким образом α-фетопротеин и антиген, которые являются маркерами зародышевых опухолей, каждый из которых выявляет лишь небольшую часть (9,7 % соответственно) пациентов.

ДНК маркеры являются дифференцированными антигенами, характеризующими определенную стадию развития соответствующей нормальной ткани, и, следовательно, могут быть обнаружены при других патологиях. Это делает ложноположительные результаты очень вероятными. Следовательно, только пациенты с отчетливыми клиническими признаками или люди с более высоким риском развития опухолей проходят тестирование на наличие таких маркеров.

В отличие от белковых маркеров, ДНК-маркер присущ абсолютно всем опухолям. Хотя ни один из них не является универсальным, разновидность из нескольких наиболее распространенных маркеров  охватывает подавляющее большинство, если не все, опухоли человека.

Пожилые люди (40-80 лет) могут рассматриваться как группа высокого риска, поскольку заболеваемость экспоненциально возрастает с возрастом в этом интервале, у трех или четырех из каждых десяти человек в конечном итоге развиваются новообразования.

Потенциальная полезность может быть оценена для общей генной диагностики как наиболее подходящая для вышеуказанной цели. Основная проблема заключается в том, являются ли доступные тесты достаточно чувствительными, чтобы обнаружить небольшую опухоль. Однако, канцерогенез необходимо рассматривать как локальный процесс, происходящий в пределах опухоли.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.