Новые тест-системы позволяют увидеть рак на микроуровне
Сайт "Наука в Сибири" 4 сентября 2014 г.
Сайт ГТРК "Новосибирск" 4 сентября 2014 г.
Ученые Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН в сотрудничестве с коллегами из Института цитологии и генетики СО РАН, а также компании "Вектор-Бест", предложили новые диагностические панели для определения онкологических заболеваний щитовидной железы на ранней стадии.
"Наша задача в области теории заключалась в том, что мы хотели разобраться: какую роль в канцерогенезе играют микроРНК, — комментирует доктор биологических наук Николай Николаевич Колесников (ИМКБ СО РАН). — В практическом плане мы ориентировались на создание таких тест-систем, которые позволили бы определять тип опухоли, злокачественность или доброкачественность новообразования, а также мониторить эффект различных видов терапии. Кроме того, микроРНК обладают прогностическим значением — по уровню наличия некоторых из них можно говорить о степени или тяжести дальнейшего развития заболевания".
Специалисты работали по трем основным моделям — рака щитовидной и молочной желез, а также глиомы (онкологические проявления в головном мозге) — сотрудничая с основными онкологическими клиниками Новосибирска: ученые получали от них операционный материал, с которого и начались исследования.
"Щитовидная железа — один из самых древних органов (возраст — около 600 миллионов лет) в эндокринной системе, имеющий важнейшее значение для жизнедеятельности, — рассказывает Николай Колесников. — В числе ее особенностей наличие всего двух типов клеток, один из которых может давать начало разного типа ракам".
Схема эксперимента заключалась в следующем: ученые проработали все микроРНК, которые участвуют в генезисе различных онкологических заболеваний. В настоящее время, по словам Николая Колесникова, специалисты могут анализировать около 45 различных единиц, представляющих примерно половину тех, что относятся ко всему онкомиру. "Этот концерт, который исполняет микроРНК совместно с генами, и позволяет заказывать "музыку" — она нами и изучалась", — использует поэтическую аллюзию биолог.
Первоначальный подход был таков: клиники предоставляли ткань с различными типами онкологических новообразований, которые были верифицированы путем гистологических заключений в медицинском учреждении, и одновременно — условно нормальный материал. "Соответственно, мы сделали сравнение уровня определенных микроРНК в полученном материале и разработали диагностический алгоритм, показывающий: при определенных условиях можно определять какое-либо поражение, которое носит доброкачественный характер, либо различного типа рак", — комментирует Николай Колесников.
Одна из тест-панелей на основе определения уровня экспрессии пяти микроРНК, предложенных учеными, называется "ТИРОИД-1" и позволяет идентифицировать онкологические новообразования со специфичностью 96,8% и чувствительностью 82,7%. На нее подана патентная заявка.
"Вот пример её использования, — говорит доктор биологических наук. — Есть такое заболевание: коллоидный узел (образование из типичных для органа клеток). Им страдает около 60% людей, преимущественно, женщины, и оно ведет к различным патологическим проявлениям, которые пациент часто может даже не замечать. Определить, насколько это злокачественно или, напротив, доброкачественно, позволяет наша методика. Количественная оценка, выполняемая нами, дает увидеть разницу между раком и "обычным" узлом. Или еще случай: есть фолликулярная аденома и фолликулярная же карцинома, две опухоли, различающие по спектру микроРНК. Гистологически дифференцировать их достаточно сложно, а мы предоставляем более ясную молекулярную картину".
Вторая панель — "ТИРОИД-2". В её основе — определение профилей экспрессии 12 специфичных микроРНК, являющихся характерным для того или иного типа заболевания. Были разработаны комплексные диагностические критерии, апробированы около 8 машинных программ и получены достоверные алгоритмы, которые позволяют с большой чувствительностью не только выяснять злокачественность или доброкачественность новообразования, но также его тип.
"В разных случаях микроРНК ведут себя не одинаково. Например, микроРНК 146b является специфической среди всех опухолей щитовидной железы, только по ней одной (плюс анализ мутации) можно с достоверностью порядка 98% говорить о наличии папиллярного рака", — объясняет Николай Колесников.
Кроме того, работа специалистов имеет важность для потенциального лечения, поскольку с помощью либо ингибирования одной микроРНК, либо, напротив, ее введения может измениться весь процесс канцерогенеза. "Перспективность такого подхода уже показана", — отмечает Николай Колесников.
В настоящее время специалисты показали, что способны работать с любым операционным материалам, на очереди — кровь (как говорит биолог, достаточно сложная система, которая требует особого подхода), биопсия и цереброспинальная жидкость.
Фото из презентации Н. Колесникова