Диагностика опухолей головного мозга с помощью анализа крови
Принцесса Маргарет Старший научный сотрудник д-р Даниэль Де Карвалью и медицинский директор Института мозга Крембила д-р Геларе Заде объединили усилия, чтобы объединить передовые технологии с машинным обучением для разработки высокочувствительного и точного анализа крови для обнаружения и классификации рака мозга. Кредит: UHN

Был найден простой, но высокочувствительный анализ крови, позволяющий в будущем точно диагностировать и классифицировать различные типы опухолей головного мозга, что приводит к более точной диагностике, менее инвазивным методам и лучшему планированию лечения пациентов.

Результаты, опубликованные в Nature Medicine 22 июня 2020 года, описывают неинвазивный и простой способ классификации опухолей головного мозга. Это исследование также было представлено практически сегодня на престижном первом пленарном заседании Американской ассоциации исследований рака, ежегодное собрание 2020 года: превращение науки в заботу о жизни.

Основной проблемой в лечении рака головного мозга является точная диагностика различных видов рака головного мозга и опухолей, начиная от низкокачественных (которые могут выглядеть почти нормально под микроскопом) до агрессивных опухолей. Степени рака используются для определения прогноза и помогают в планировании лечения.

Современные методы диагностики и установления подтипа рака головного мозга, основанные на молекулярной информации, основаны на инвазивных хирургических методах для получения образцов ткани, что является процедурой высокого риска и вызывает беспокойство у пациентов.

Способность диагностировать и классифицировать тип опухоли головного мозга без необходимости образца ткани является революционной и меняет практику. В некоторых случаях операция может даже не потребоваться.

«Если бы у нас был лучший и более надежный способ диагностики и подтипов опухолей, мы могли бы трансформировать уход за пациентами», — говорит д-р Gelareh Zadeh, медицинский директор Института мозга Krembil, руководитель хирургической онкологии в онкологическом центре Princess Margaret Старший научный сотрудник Исследовательского института рака имени принцессы Маргарет, профессор хирургии, Университет Торонто, а также один из авторов исследования.

«Это окажет огромное влияние на то, как мы лечим эти виды рака, и на то, как мы планируем наше лечение».

р. Заде работал со старшим научным сотрудником д-ром Даниэлем де Карвалью в онкологическом центре принцессы Маргарет, который является мировым лидером в области эпигенетики рака, применяемой для раннего выявления, классификации и новых терапевтических вмешательств.

р. Лаборатория Де Карвальо специализируется на типе эпигенетической модификации, называемой метилированием ДНК, которая играет важную роль в регуляции экспрессии генов (включение или выключение генов) в клетках. В раковых клетках паттерны метилирования ДНК нарушаются, что приводит к нерегулируемому росту рака.

р. Де Карвальо ранее разработал метод жидкостной биопсии, основанный на метилировании ДНК, для описания сотен тысяч этих эпигенетических изменений в молекулах ДНК, циркулирующих в крови. Эти фрагменты называют циркулирующей опухолевой ДНК или ктДНК. Сочетая эту новую технологию с машинным обучением, его команда смогла разработать высокочувствительный и точный тест для выявления и классификации множественных солидных опухолей.

Работая вместе, доктор Заде и Де Карвальо решили использовать этот же подход в сложном применении классификации внутричерепных опухолей головного мозга. Клиницисты и ученые отслеживали происхождение и тип рака, сравнивая образцы опухолей у пациентов с патологией рака головного мозга с анализом бесклеточной ДНК, циркулирующей в плазме крови, у 221 пациента.

Используя этот подход, они смогли сопоставить циркулирующую кДНК плазмы с ДНК опухоли, подтверждая свою способность идентифицировать ДНК опухоли головного мозга, циркулирующую в крови этих пациентов. Затем, используя подход машинного обучения, они разработали компьютерную программу, чтобы классифицировать тип опухоли головного мозга, основываясь исключительно на циркулирующей ДНК опухоли.

До этого считалось невозможным обнаружить какой-либо рак мозга с помощью анализа крови из-за непроницаемого гематоэнцефалического барьера, говорит доктор Заде. Этот барьер существует между кровеносными сосудами мозга и его тканями, защищая мозг от любых токсинов в крови.

«Но поскольку этот тест настолько чувствителен к обнаружению даже небольшого количества высокоспецифичных опухолевых сигналов в крови, у нас теперь есть новый неинвазивный способ обнаружения и различения распространенных опухолей головного мозга — то, что было Долго мыслить невозможно. Это действительно сила, — объясняет доктор Заде.

р. Даниэль Де Карвальо, канадский исследовательский кафедра эпигенетики рака и доцент Университета Торонто, добавляет, что область выявления специфических для опухоли изменений в ктДНК с помощью новых, более чувствительных тестов в различных жидкостях организма, таких как кровь и моча, в настоящее время в поворотный момент, потому что передовые технологии могут обнаруживать и анализировать даже самые незначительные следы специфичных для рака молекулярных сигнатур из огромного количества циркулирующих неопухолевых фрагментов ДНК.

«Возможность картировать эпигенетические модификации в масштабе всего генома в сочетании с мощными вычислительными подходами привела нас к этому переломному моменту», — говорит доктор Де Карвальо.

«Молекулярная характеристика опухолей путем профилирования эпигенетических изменений в дополнение к генетическим мутациям дает нам более полное понимание измененных особенностей опухоли и открывает возможности для более специфических, чувствительных и неагностических тестов опухолей».

В сопроводительном документе, также опубликованном в журнале Nature Medicine 22 июня 2020 года, доктор Карвалью и его сотрудники из Онкологического института Даны-Фарбера при Гарвардском университете показывают, что тот же анализ крови может точно определить рак почки из циркулирующей бесклеточной ДНК, полученной из плазмы или мочи.




Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *