Новый метод улучшает обнаружение раковой ДНК в крови
Команда под руководством исследователей из Broad Institute of MIT and Harvard, Dana-Farber Cancer Institute и Harvard Medical School разработала новый метод точного и эффективного определения тысяч мутаций ДНК в образце крови пациента с минимальным секвенированием. Этот подход, названный MAESTRO, в один прекрасный день может позволить обнаружить остаточный рак у пациентов, прошедших курс лечения, предупреждая врачей о рецидиве заболевания раньше и дешевле, чем позволяют нынешние методы.
"Способность находить редкие мутации в клинических образцах полезна во многих областях биомедицины и диагностики", - объясняет соавтор исследования Виктор Адальстейнссон, заместитель директора Центра диагностики рака Герстнера при Институте Брод. "Существующие методы требуют большого количества секвенирования для поиска фрагментов ДНК с малым содержанием, в то время как MAESTRO достаточно чувствителен, чтобы найти тысячи мутаций при в сто раз меньшем количестве секвенирования"
Работа опубликована на этой неделе в журнале Nature Biomedical Engineering, а ее соавторами стали Тодд Голуб, директор Института Броуд, преподаватель Института рака Дана-Фарбер (DFCI) и Гарвардской медицинской школы (HMS), и Майкл Макригиоргос, профессор DFCI и HMS.
У больных раком опухолевые клетки сбрасывают в кровь фрагменты своей ДНК - фрагменты с заметными мутациями, указывающими на то, что они пришли из больной ткани. Но любая опухолевая ДНК в образце крови - это крошечная часть, плавающая в море здорового генетического материала. Точное обнаружение такого редкого количества ДНК является сложной задачей, особенно при поиске небольшого количества опухолевых клеток, оставшихся после лечения рака (так называемая "минимальная остаточная болезнь", или MRD).
"Мы видим необходимость в повышении чувствительности", - говорит Адальстейнссон. "И наша команда работает над рядом технологий для решения этой проблемы"
Ранее команда продемонстрировала успех в обнаружении небольшого количества остаточной раковой ДНК в образцах крови путем сканирования на сотни раковых мутаций. Сканирование на тысячи мутаций может еще больше повысить уровень обнаружения MRD, но для получения точных результатов обычно требуется огромный объем секвенирования. MAESTRO, что расшифровывается как "секвенирование, обогащенное минорными аллелями с помощью распознающих олигонуклеотидов", является более эффективным подходом для выявления низкочастотных мутаций.
Чтобы использовать MAESTRO, исследователи сначала проводят секвенирование биоптата опухоли пациента, чтобы понять ландшафт мутаций. Имея эту информацию, они могут создать специализированные молекулярные зонды, которые будут связываться только с теми последовательностями ДНК, которые связаны с опухолью. Ученые добавляют молекулярные зонды к свободной от клеток ДНК из образцов крови, затем смывают всю несвязанную ДНК, что позволяет машинам для секвенирования выделить редкие раковые мутации из образца.
В данном исследовании MAESTRO показал такие же результаты, как и более традиционные методы секвенирования, при обнаружении сотен мутаций с низкой концентрацией, выявив большинство из них и затратив при этом значительно меньше ресурсов. Кроме того, MAESTRO позволил команде расширить поиск до 10 000 мутаций при небольших затратах, что значительно улучшило результаты обнаружения.
Исследователи также повторно изучили образцы пациентов, которые были проанализированы с помощью более ранних методов. С помощью MAESTRO они обнаружили значительно больше мутаций в каждом исследуемом образце крови, что позволило повысить эффективность выявления MRD после лечения рака.
