Cele mai multe tipuri de cancer devin mortale prin faptul că sunt discrete, fără a provoca simptome până când sunt prea avansate pentru a fi tratate. Cancerele ovarian şi gastroesofagian se numără printre cele mai cunoscute pentru această evoluţie vicleană a bolii, care duce adesea la diagnostice în stadii târzii.
Acum, o echipă internaţională de cercetători, de la Laboratorul de biologie celulară şi structurală al Universităţii Rockefeller, din New York, a dezvoltat un test de sânge foarte sensibil care poate detecta o proteină cheie produsă de celulele canceroase şi care se arată promiţător pentru depistarea timpurie a bolii.
Rezultatele studiului au fost publicate recent în revista Cancer Discovery.
Spre deosebire de multe teste de depistare a cancerului, care au un domeniu de aplicare limitat, sunt costisitoare sau se bazează pe prelevarea invazivă de ţesuturi, această nouă metodă este un detector de mai multe tipuri de cancer, cu costuri reduse, care poate detecta prezenţa proteinei revelatoare, cunoscută sub numele de LINE-1-ORF1p, într-o cantitate mică de sânge în mai puţin de două ore.
„Are un potenţial revoluţionar ca test de diagnosticare timpurie a cancerelor letale", spune Michael P. Rout, şeful laboratorului Rockefeller.
Aceste tipuri de instrumente de detecţie ultrasensibile sunt pregătite să îmbunătăţească rezultatele pacienţilor în moduri transformatoare, a adăugat cercetătorul american.
Copiere şi lipire genetică
Detectarea biomarkerilor de cancer este un domeniu tânăr şi în creştere.
Există un număr de astfel de biomarkeri, dar aceştia pot veni cu dezavantaje. Unii necesită biopsii chirurgicale. Alţii sunt utilizaţi doar după apariţia simptomelor, ceea ce poate fi prea târziu pentru o intervenţie eficientă.
Majoritatea sunt proteine umane normale care prezintă variabilitate de la o persoană la alta, ceea ce face ca o singură valoare să fie greu de interpretat.
Şi multe dintre ele sunt direcţionate către un anumit tip de cancer, ceea ce le restrânge aria de acoperire.
Dar, recent, este posibil să fi apărut un nou biomarker important pentru detectarea precoce a cancerului.
Această proteină, cunoscută sub numele de LINE-1 ORF1p, a intrat pe radarul cercetătorilor în urmă cu aproximativ un deceniu.
LINE-1 este un retrotranspozon, un element asemănător unui virus prezent în fiecare celulă umană care se replică printr-un mecanism de copiere şi lipire, rezultând o nouă copie într-o nouă poziţie în genom.
ORF1p este o proteină pe care o produce la niveluri ridicate în cancer.
„Transpozonii sunt exprimaţi în mod normal în spermă şi în ovul şi în timpul embriogenezei, astfel încât există unele circumstanţe în care avem o expresie nepatologică a transpozonilor", explică profesorul de cercetare de la Rockefeller, John LaCava, coautor al lucrării, care este specializat în cercetarea LINE-1.
„În rest, aceste 'gene săritoare' sunt reduse la tăcere în cadrul genomului, deoarece activitatea lor creează stres şi leziuni în celulă".
De cele mai multe ori, organismul ţine LINE-1 sub control.
„Există straturi de mecanisme care împiedică LINE-1 să fie exprimată şi să producă ORF1p, astfel încât putem folosi prezenţa proteinei ca indicator al unei celule nesănătoase care nu mai are control asupra transcriptomului său", notează prof. LaCava.
„Nu ar trebui să găsim ORF1p în fluxul sanguin al unei persoane sănătoase".
În ultimii cinci ani, adaugă el, „a devenit foarte clar că aceste proteine devin foarte ridicate în majoritatea cancerelor", inclusiv în multe dintre cele mai frecvente şi letale cancere cum sunt cele de esofag, colon, plămâni, sân, prostată, ovare, uter, pancreas şi cancere ale capului şi gâtului.
Întrucât celulele canceroase produc ORF1p încă de la debutul bolii, cercetătorii au căutat de mult timp un test sensibil şi precis pentru a detecta ORF1p cât mai devreme posibil.
Capacitatea de a-l depista la pacienţi înainte ca un cancer să aibă şansa de a se răspândi ar putea salva vieţi.
Test ultrasensibil
Echipa de la Rockefeller a colaborat cu cercetători de la Spitalul Mass General Brigham, Institutul Wyss pentru inginerie de inspiraţie biologică de la Universitatea Harvard şi Institutul de Cancer Dana-Farber, împreună cu alte instituţii partenere, pentru a concepe un test rapid şi cu costuri reduse capabil să detecteze ORF1p în plasmă, care reprezintă mai mult de jumătate din conţinutul sângelui uman.
Noul studiu utilizează o tehnologie de detecţie bazată pe o singură moleculă, cunoscută sub numele de Simoa, care a fost dezvoltată de coautorul David Walt, de la Harvard.
Echipa de la Rockefeller a contribuit cu nanocorpi (un fragment de anticorp) personalizaţi derivaţi şi proiectaţi de la lame pentru a acţiona ca reactivi de captare care prind în capcană proteina ORF1p şi ca sonde sensibile pentru a o detecta.
„Am dezvoltat aceşti reactivi ca parte a misiunii noastre de a capta şi descrie asocierile moleculare ale ORF1p cu alte proteine în cancerele colorectale", spune prof. LaCava.
Echipa avea cunoştinţe despre faptul că, majoritatea cancerelor colorectale au o abundenţă de proteine LINE-1, aşa că s-a gândit că interacţiunile pe care acestea le formează ar putea deregla funcţiile normale ale celulelor în moduri benefice pentru cancer.
Izolarea particulelor LINE-1 le-a permis să analizeze mai îndeaproape aceste interacţiuni.
Ulterior, ei au colaborat cu cercetători de la Harvard care au utilizat aceiaşi reactivi pentru testul de biomarker în curs de dezvoltare.
Cercetătorii au constatat că testul a fost foarte precis în detectarea ORF1p în probele de sânge ale pacienţilor cu o varietate de cancere, inclusiv cancer ovarian, gastroesofagian şi colorectal.
Producerea acestuia costă mai puţin de 3 dolari şi oferă rezultate rapide.
„Am fost şocaţi de cât de bine a funcţionat acest test în toate tipurile de cancer", spune autorul principal Martin Taylor, de la departamentul de patologie al Spitalului General din Massachusetts.
Cercetătorii au analizat, de asemenea, plasma a 400 de persoane sănătoase cu vârste cuprinse între 20 şi 90 de ani care au donat sânge la Mass General Brigham Biobank; ORF1p a fost nedetectabil la 97-99% dintre acestea.
Dintre cele cinci persoane care au avut ORF1p detectabil, s-a constatat că persoana cu cel mai ridicat nivel a prezentat, şase luni mai târziu, cancer de prostată avansat.
O altă utilizare potenţială a testului este monitorizarea modului în care un pacient răspunde la terapia împotriva cancerului.
Dacă un tratament este eficient, nivelul ORF1p din sângele pacientului ar trebui să scadă, spune prof. LaCava.
În studiu, cercetătorii au monitorizat şi 19 pacienţi trataţi pentru cancer gastroesofagian; la 13 persoane care au răspuns la tratament, nivelurile de ORF1p au scăzut sub limita de detecţie a testului.
Urmărirea proteinei ar putea fi potenţial încorporată în asistenţa medicală de rutină, spune prof. LaCava.
În timpul unei perioade sănătoase de viaţă a unei persoane s-ar putea măsura nivelurile de ORF1p pentru a stabili o referinţă, spune cercetătorul, apoi, medicul specialist care îngrijeşte pacientul ar trebui doar să fie atent la orice vârfuri ale nivelurilor ORF1p, ceea ce ar putea indica o schimbare a stării de sănătate a acesteia.
În timp ce ar putea exista unele fluctuaţii minore ale ORF1p ici şi colo, un vârf ar fi un motiv pentru o investigaţie mai profundă, spun autorii.
De la lame la practica clinică
Rezultatele studiului ilustrează, de asemenea, potenţialul imens al reactivilor nanocorpi generaţi prin studiul interactomicii, spun autorii.
Interactomica urmăreşte să înţeleagă interacţiunile dinamice ale milioanelor de componente individuale dintr-o celulă, în special proteinele şi acizii nucleici ai acesteia.
Aceste interacţiuni formează complexe macromoleculare care transmit informaţii şi controlează comportamentele celulare.
Modificările patogene ale acestor interacţiuni stau la baza tuturor bolilor.
Potrivit autorilor acestei cercetări, dezvoltarea de reactivi, cum ar fi nanocorpii derivaţi şi modificaţi genetic de la lame, nu sunt doar simple instrumente de cercetare ci au un potenţial enorm în preactica clinică.