محققان یک آزمایش خون بسیار حساس ساخته اند که می تواند پروتئین کلیدی تولید شده توسط سلول های سرطانی را تشخیص دهد.
به گفته محققان، این آزمایش نویدبخش تشخیص زودهنگام سرطان است.
بیشتر سرطان ها با حفظ مشخصات کم، کشنده می شوند و تا زمانی که برای درمان آنقدر پیشرفته نشده باشند، هیچ علامتی ایجاد نمی کنند. سرطان تخمدان و مری از بدنام‌ترین سرطان‌ها برای پیشرفت این بیماری موذی هستند که اغلب منجر به تشخیص در مراحل آخر می‌شود.
برخلاف بسیاری از آزمایش‌های سرطان که دامنه محدود، گران یا متکی بر نمونه‌برداری تهاجمی بافت هستند، روش جدید یک آشکارساز کم‌هزینه برای بسیاری از سرطان‌ها است که می‌تواند وجود پروتئین مشخص به نام LINE-1-ORF1p را در یک نمونه کوچک تشخیص دهد. مقدار خون در کمتر از دو ساعت
مایکل پی راوت، مدیر آزمایشگاه زیست شناسی سلولی و ساختاری در دانشگاه راکفلر می گوید: «این آزمایش به عنوان یک آزمایش تشخیصی اولیه برای سرطان های کشنده پتانسیل پیشگامانه ای دارد. این نوع ابزارهای تشخیص فوق حساس برای بهبود نتایج بیمار به روش‌های متحول کننده آماده هستند.
کشف بیومارکرهای سرطان
کشف نشانگر زیستی سرطان یک زمینه جوان و در حال توسعه است. تعدادی از این نشانگرهای زیستی وجود دارد، اما آنها می توانند اشکالاتی داشته باشند. برخی نیاز به بیوپسی جراحی دارند. برخی دیگر تنها پس از ظاهر شدن علائم تجویز می شوند که ممکن است برای مداخله موثر خیلی دیر باشد. بیشتر آنها پروتئین های طبیعی انسانی هستند که از فردی به فرد دیگر متفاوت است و تفسیر یک مقدار را دشوار می کند. و بسیاری از آنها سرطان خاصی را هدف قرار می دهند و دامنه آنها را محدود می کنند.
اما ممکن است اخیراً یک نشانگر زیستی مهم جدید برای تشخیص زودهنگام ظاهر شده باشد. این پروتئین که با نام LINE-1 ORF1p شناخته می شود، حدود یک دهه پیش وارد رادار محققان شد. LINE-1 یک رتروترانسپوزون است، یک عنصر ویروس مانند که در هر سلول انسانی وجود دارد که از طریق مکانیسم کپی و چسباندن تکثیر می‌شود و در نتیجه یک کپی جدید در موقعیت جدیدی در ژنوم ایجاد می‌شود. ORF1p پروتئینی است که در سطوح بالایی در سرطان تولید می شود.
جان لاکاوا (John LaCava)، دانشیار پژوهشی که در تحقیقات LINE-1 متخصص است، می‌گوید: «ترانسپوزون‌ها معمولاً در اسپرم و تخمک و در طول جنین‌زایی بیان می‌شوند، بنابراین شرایطی وجود دارد که بیان غیر پاتوبیولوژیکی ترانسپوزون‌ها وجود دارد. اما در غیر این صورت، این “ژن های پرش” در ژنوم خاموش می شوند زیرا فعالیت آنها باعث ایجاد استرس و توهین در سلول می شود.
بیشتر اوقات، بدن LINE-1 را کنترل می کند.
لاکاوا می‌گوید: «لایه‌هایی از مکانیسم‌ها وجود دارد که از بیان و تولید ORF1p LINE-1 جلوگیری می‌کند، بنابراین ما می‌توانیم از حضور پروتئین به‌عنوان نماینده‌ای برای یک سلول ناسالم استفاده کنیم که دیگر کنترلی بر رونوشت آن ندارد». “شما نباید ORF1p را در خون یک فرد سالم پیدا کنید.”
او می‌گوید در طول پنج سال گذشته، “به‌وفور مشخص شده است که این پروتئین‌ها در اکثر سرطان‌ها به شدت افزایش می‌یابند،” از جمله بسیاری از شایع‌ترین و کشنده‌ترین سرطان‌های مری، روده بزرگ، ریه، سینه، پروستات، تخمدان، رحم. ، پانکراس، سر و گردن.
از آنجایی که سلول‌های سرطانی ORF1p را در اوایل بیماری تولید می‌کنند، محققان مدت‌هاست که به دنبال یک آزمایش حساس و دقیق برای تشخیص ORF1p در اولین فرصت ممکن بوده‌اند. توانایی تشخیص آن در بیماران قبل از اینکه سرطان فرصت انتشار پیدا کند، می تواند به طور بالقوه جان انسان ها را نجات دهد.
نانو اجسام لاما سفارشی
محققان راکفلر با محققان برجسته ای از Mass General Brigham، موسسه Wyss برای مهندسی بیولوژیکی الهام گرفته شده در دانشگاه هاروارد، و موسسه سرطان Dana-Farber، همراه با سایر موسسات شریک همکاری کردند تا یک سنجش سریع و ارزان را طراحی کنند که قادر به تشخیص ORF1p در پلاسما که بیش از نیمی از محتوای خون انسان را تشکیل می دهد.
مطالعه جدید از فناوری تشخیص مبتنی بر یک مولکول منفرد به نام Simoa استفاده کرد که توسط نویسنده همکار دیوید والت از هاروارد توسعه داده شد. تیم راکفلر نانوبادی‌های سفارشی به‌دست‌آمده و ساخته‌شده توسط آنها را کمک کرد لاماها به عنوان معرف های جذبی که پروتئین ORF1p را جذب می کند و به عنوان پروب های حساس برای تشخیص آن عمل می کند.
لاکاوا می‌گوید: «ما این معرف‌ها را به عنوان بخشی از مأموریت خود برای ضبط و توصیف ارتباط مولکولی ORF1p با سایر پروتئین‌ها در سرطان کولورکتال توسعه دادیم. ما می‌دانستیم که بیشتر سرطان‌های کولورکتال دارای پروتئین LINE-1 فراوانی هستند، بنابراین استدلال کردیم که فعل و انفعالاتی که آنها ایجاد می‌کنند می‌تواند تنظیم عملکردهای سلولی طبیعی را به روش‌هایی که به نفع سرطان باشد مختل کند. جداسازی ذرات LINE-1 به ما این امکان را داد تا نگاه دقیق تری به این فعل و انفعالات بیندازیم. بعداً مشخص شد که همکاران ما در هاروارد می‌توانند از همان معرف‌ها برای تجزیه و تحلیل نشانگرهای زیستی خود استفاده کنند، بنابراین ما آنها را به اشتراک گذاشتیم.
محققان دریافتند که این سنجش در تشخیص ORF1p در نمونه‌های خون بیماران مبتلا به انواع مختلف سرطان، از جمله سرطان تخمدان، مری و روده بزرگ بسیار دقیق بود. هزینه تولید آن کمتر از 3 دلار است و نتایج سریعی را برمی‌گرداند.
مارتین تیلور از بخش آسیب شناسی در بیمارستان عمومی ماساچوست و نویسنده اصلی این مطالعه در مجله می گوید: «ما از اینکه این آزمایش در سرطان ها چقدر خوب کار می کند شوکه شدیم. تشخیص سرطان.
محققان همچنین پلاسمای 400 فرد سالم 20 تا 90 ساله را که به Biobank Mass General Brigham خون اهدا کرده بودند، تجزیه و تحلیل کردند. ORF1p در 97 تا 99 درصد از آنها غیرقابل تشخیص بود. از پنج مردی که ORF1p قابل تشخیص داشتند، مردی که بالاترین سطح را داشت، شش ماه بعد مشخص شد که به سرطان پروستات پیشرفته مبتلا شده است.
پاسخ به درمان سرطان
یکی دیگر از کاربردهای بالقوه این سنجش، نظارت بر نحوه پاسخ بیمار به درمان سرطان است. LaCava می گوید اگر درمان موثر باشد، سطح ORF1p در خون بیمار باید کاهش یابد. در بخشی از این مطالعه، محققان 19 بیمار تحت درمان سرطان معده را بررسی کردند. در 13 پاسخ دهنده، سطح ORF1p به زیر حد تشخیص سنجش کاهش یافت.
لاکاوا می گوید ردیابی پروتئین به طور بالقوه می تواند در مراقبت های بهداشتی معمول گنجانده شود. در طول یک دوره سالم از زندگی خود، می توانید سطوح ORF1p را برای ایجاد یک خط پایه اندازه گیری کنید. سپس پزشک شما به سادگی متوجه افزایش سطح ORF1p می شود که می تواند نشان دهنده تغییر در سلامت شما باشد. در حالی که ممکن است برخی از نوسانات جزئی ORF1p اینجا و آنجا وجود داشته باشد، یک افزایش نیاز به بررسی بیشتر دارد.
راوت می‌گوید که نتایج این مطالعه همچنین پتانسیل عظیم معرف‌های نانوبادی تولید شده با مطالعه اینتراکتومیک را نشان می‌دهد. اینتراکتومیکس به دنبال درک فعل و انفعالات دینامیکی میلیون ها جزء منفرد در یک سلول، به ویژه پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک آن است. این فعل و انفعالات مجتمع های ماکرومولکولی را تشکیل می دهند که اطلاعات را انتقال می دهند و رفتار سلولی را کنترل می کنند. تغییرات بیماری زا در این فعل و انفعالات زمینه ساز همه بیماری ها است.
راوت می‌گوید: «نیاز حیاتی به ابزارهای بسیار بهتری برای کشف و تشریح اینتراکتوم‌ها وجود دارد که در حال انجام است. برای این منظور، ما اغلب با موسسات دیگر برای تولید معرف‌هایی مانند نانوبادی‌های مشتق شده از لاما همکاری می‌کنیم. محصولات به دست آمده فقط ابزار تحقیقاتی نیستند – آنها پتانسیل بسیار زیادی در دست پزشکان دارند.
منبع: دانشگاه راکفلر
