Białko glipikanu-1 w egzosomach jest obiecującym markerem wczesnego rozpoznania raka trzustki • Wiaczesław Kalinin • Wiadomości naukowe o "elementach" • Onkologia, biologia molekularna, genetyka

Białko glipikanu-1 w egzosomach jest obiecującym wskaźnikiem do wczesnego diagnozowania raka trzustki

Ryc. 1. GPC1 odróżnia raka trzustki od łagodnej choroby. Exosomy wyizolowane z krwi pacjentów z rakiem trzustki lub z jej zmianami przedrakowymi niosą proteoglikan GPC1 wbudowany w błonę. W tym samym czasie, u pacjentów z łagodnymi chorobami trzustki, GPC1 nie przekracza normalnego poziomu typowego dla zdrowych dawców. Zdjęcie z streszczenia do omówionego artykułu wNatura

Opracowano nieinwazyjną metodę diagnozowania raka trzustki, która pozwala niemal w 100% rozpoznać chorobę na różnych etapach, w tym stan przedrakowy. Zasada metody polega na wykryciu we krwi egzosomów (mikrocząstek wytwarzanych przez komórki rakowe) niosących białko glipikanu-1. Porównawcza prostota i skuteczność nowej metody prawdopodobnie pozwoli na jej wykorzystanie do badań przesiewowych i diagnozowania raka trzustki w dobrze wyposażonych laboratoriach klinicznych.

Rak trzustki jest jednym z najbardziej agresywnych nowotworów u ludzi. Głównym problemem jest to, że nie istnieją wiarygodne sposoby wczesnego diagnozowania tego nowotworu, a objawy pojawiają się, gdy sytuacja jest już śmiertelna.Metody proponowane do diagnozy, zarówno stosunkowo proste i niedrogie immunologiczne, jak i złożone i kosztowne, takie jak tomografia komputerowa i obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego, albo nie umożliwiają rozpoznania raka we wczesnych stadiach choroby, albo dają wiele fałszywie pozytywnych lub fałszywie ujemnych wyników. Tak więc, metoda immunoenzymatyczna enzymu (patrz ELISA, ELISA, Angielski Test immunoenzymatyczny, ELISA) najbardziej znanego biomarkera tego nowotworu, antygenu węglowodanowego CA19-9, u wielu pacjentów z rakiem nie wykazuje nadmiaru jego normalnego poziomu. W tym samym czasie około połowa bez raka wykazuje zwiększony poziom CA19-9. Tomografia zwykle daje wiarygodny wynik tylko wtedy, gdy guz osiągnął już znaczny rozmiar.

Poszukując wiarygodnych markerów do rozpoznania raka trzustki, autorzy zwrócili się do glipikanu 1 (GPC1), złożonego białka ssaka z klasy proteoglikanów (ryc. 1). Wraz z pozostałymi pięcioma glipikanami GPC1 zawiera heparynoziarczan. Wiadomo było, że w przypadku raka trzustki i sutka ekspresja GPC1 jest zwiększona i stymuluje reprodukcję i przerzuty komórek nowotworowych. Oznacza to, że GPC1 jest składnikiem mechanizmu kontrolującego wzrost i podział komórek.

Ponieważ immunologiczne wykrywanie GPC1 w osoczu jako metoda diagnostyczna dla raka nie było lepsze od innych, autorzy badali GPC1 na zewnątrzkomórkowych pęcherzykach – cząstkach o rozmiarach 50-150 nm, otoczonych dwuwarstwową membraną lipidową i niosących komórki i kwasy nukleinowe komórek. Takie cząsteczki – egzosomy – są wydzielane do krwi przez różne komórki ciała. W celu wykrycia GPC1 wbudowanego w błonę lipidową krążące egzosomy we krwi (crExos) zostały zatężone z osocza krwi przez szybkie wirowanie, sorbowane na nanocząstkach, inkubowane z przeciwciałami przeciwko GPC1 i analizowane przy użyciu transmisyjnej mikroskopii elektronowej i cytometrii przepływowej.

CrExos wyizolowano z osocza krwi pacjentów z rakiem piersi lub rakiem przewodu trzustkowego (PDAC), a dla porównania z osocza zdrowych dawców. Stężenie crExos u pacjentów było istotnie wyższe niż u osób zdrowych. A jeśli w tym drugim przypadku odsetek crExos dodatnich dla GPC1 wynosił 0,3-4,7% (średnia 2,3%), u pacjentów z rakiem piersi był wyższy niż w 75%, aw raku trzustki u wszystkich 190 badanych pacjentów (ryc. 2).Tak więc istniała silna korelacja między CrExos, GPC1 dodatnim i rakiem, szczególnie w przypadku PDAC.

Ryc. 2 Krążące egzosomy niosące GPC1 jako nieinwazyjny marker raka trzustki. Oś Abscissa – zdrowi dawcy (zdrowi), pacjenci z rakiem piersi (rak piersi) i pacjenci z rakiem trzustki (PDAC). Oś Y. – Procent egzosomów przenoszących GPC1. Gwiazdki – stopień wiarygodności różnic (wysoki). Rysunek z omawianego artykułu w Natura

Ponadto, CrExos badano u pacjentów z łagodnymi chorobami trzustki i z nowotworami (nowotworami) poprzedzającymi raka. W łagodnych schorzeniach odsetek crExos pozytywnych względem GPC1 nie przekraczał wartości kontrolnej. A w przypadkach prekursora raka – śródnabłonkowej neoplazji przewodów trzustkowych – była zauważalnie wyższa (ryc. 3).

Ryc. 3 Procent egzosomów posiadających GPC1 u zdrowych dawców (zdrowych dawców), pacjentów z łagodnymi chorobami (BPD) i raka z PDAC trzustki. Oś Y. – Procent egzosomów przenoszących GPC1. Gwiazdki – stopień wiarygodności różnic (4 – wysokie, 1 – niskie). Rysunek z omawianego artykułu w Natura

U pacjentówktórzy przeszli operację usunięcia chorej trzustki, poziom crExos pozytywnych względem GPC1 korelował z obecnością i wielkością guza oraz z czasem przeżycia.

Ryc. 4 Schemat pobierania próbek krwi w celu wyizolowania egzosomów. CTT – modelujące myszy z rozwijającym się rakiem trzustki (7) i kontrolnymi myszami (6). Czerwone kreski oznaczono czas pobrania krwi (tydzień). Panin jest stanem przednowotworowym (śródnabłonkowa neoplazja przewodów trzustkowych), PDAC jest rozwijającym się rakiem. Rysunek z omawianego artykułu) w Natura

Aby dowiedzieć się, jak wcześnie możliwe jest określenie rozwoju nowotworu nowotworowego za pomocą crExos pozytywnych względem GPC1, przeprowadzono eksperymenty na modelach myszy odtwarzających ludzki PDAC. W trakcie rozwoju nowotworu, który obejmował stan przednowotworowy – śródnabłonkową neoplazję przewodów trzustkowych – krew pobrano od myszy i analizowano za pomocą crExos (ryc. 4).

Ryc. 5 Krążące egzosomy przenoszące GPC1 mogą przewidywać raka trzustki u myszy modelowych. Oś Y. – Procent egzosomów przenoszących GPC1. Oś Abscissa – próbki krwi od kontroli (C) i myszy doświadczalnych (E), jak pokazano na rys. 3 Gwiazdki – stopień wiarygodności różnic (wysoki). Rysunek z omawianego artykułu w Natura

Wzrost liczby GPE1-dodatnich crExos zaobserwowano nawet w stadium przedrakowym (ryc. 5), znacznie wcześniej niż wzrost nowotworu można było rozpoznać za pomocą rezonansu magnetycznego (ryc. 6).

Ryc. 6 Rezonans magnetyczny rozwijającego się raka trzustki u modelowej myszy. РКТ – model myszki, kontrola – kontrola. Granice guza są zakreślone czerwona linia. Rysunek z omówionego w Natura

W ten sposób udało się opracować nieinwazyjną metodę diagnostyczną, która pozwala rozpoznać raka trzustki na różnych etapach, w tym stan przedrakowy. Diagnostyka poprzez analizę zawartości egzosomów raka płuc i trzustki całkiem niedawno i niezależnie od badań będących przedmiotem dyskusji, została już przedstawiona przez innych autorów (R. Jakobsen i wsp., 2015) B. Madhavan et al., 2015. Łączna ocena czułości i swoistości dla diagnozy raka trzustki i biomarkerów miRNA surowicy-egzosomu). Jednak w tych badaniach stosowano metody analizy, które były znacznie bardziej złożone i kosztowniejsze niż w omawianym badaniu, a prawdopodobieństwo wykrycia raka wynosiło odpowiednio 75% i 93%.

Ważną innowacją w omawianej pracy jest znalezienie wysoce informatywnego markera GPC1 na exosomach krążących we krwi. Dodatkowe możliwości diagnostyki zapewnia obecność zmutowanego genu w egzosomach mRNA wykazanego przez autorów w wielu przypadkach. KRASuważane za siłę napędową rozwoju nowotworów złośliwych. W jaki sposób należy zastosować przedstawione podejście w przypadku innych postaci i rodzajów raka. Tak więc, w przypadku raka piersi autorzy nie uzyskali pewnych wyników. Porównawcza prostota opracowanej metody pozwoli na jej wykorzystanie do badań przesiewowych i diagnozowania raka trzustki, a następnie prawdopodobnie innych nowotworów w dobrze wyposażonych laboratoriach klinicznych.

Źródła:
1) Sonia A. Melo i in. Glipikan 1 identyfikuje raka wczesnego raka trzustki Natura. 2015. V. 523. P. 177-182.
2) Clotilde Théry. Rak: Rozpoznanie przez pęcherzyki pozakomórkowe // Natura. 2015. V. 523. P. 161-162. (Popularne streszczenie artykułu, którego dotyczy dyskusja.)

Wiaczesław Kalinin


Like this post? Please share to your friends:

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: