Các nhà nghiên cứu đã phát triển một xét nghiệm máu có độ nhạy cao có thể phát hiện một loại protein quan trọng do tế bào ung thư sản xuất.

Các nhà nghiên cứu cho biết thử nghiệm này hứa hẹn sẽ phát hiện sớm ung thư.

Hầu hết các bệnh ung thư đều trở nên nguy hiểm nếu không được chú ý nhiều, không gây ra triệu chứng nào cho đến khi chúng quá nặng để điều trị. Ung thư buồng trứng và ung thư dạ dày là một trong những bệnh nổi tiếng nhất vì sự tiến triển bệnh lén lút này, thường dẫn đến chẩn đoán ở giai đoạn muộn.

Không giống như nhiều xét nghiệm ung thư bị giới hạn về phạm vi, đắt tiền hoặc dựa vào lấy mẫu mô xâm lấn, phương pháp mới này là một máy phát hiện đa ung thư, chi phí thấp, có thể phát hiện sự hiện diện của protein nhận biết, được gọi là LINE-1-ORF1p , với một lượng máu rất nhỏ trong vòng chưa đầy hai giờ.

Michael P. Rout, người đứng đầu Phòng thí nghiệm Sinh học Cấu trúc và Tế bào tại Đại học Rockefeller, cho biết: “Xét nghiệm này có tiềm năng đột phá như một xét nghiệm chẩn đoán sớm các bệnh ung thư gây chết người”. “Những loại công cụ phát hiện siêu nhạy này sẵn sàng cải thiện kết quả của bệnh nhân theo những cách mang tính biến đổi.”

Phát hiện dấu ấn sinh học ung thư

Phát hiện dấu ấn sinh học ung thư là một lĩnh vực còn non trẻ và đang phát triển. Có một số dấu ấn sinh học như vậy, nhưng chúng có thể có những hạn chế. Một số yêu cầu sinh thiết phẫu thuật. Một số khác chỉ được sử dụng sau khi xuất hiện các triệu chứng, có thể đã quá muộn để có biện pháp can thiệp hiệu quả. Hầu hết là các protein bình thường của con người, có sự thay đổi tùy theo từng người, khiến cho một giá trị duy nhất khó diễn giải được. Và nhiều loại nhắm tới một loại ung thư cụ thể, thu hẹp phạm vi của chúng.

Nhưng gần đây, một dấu ấn sinh học mới quan trọng để phát hiện sớm hơn có thể đã xuất hiện. Protein đó, được gọi là LINE-1 ORF1p, đã xuất hiện trên radar của các nhà nghiên cứu khoảng một thập kỷ trước. LINE-1 là retrotransposon, một yếu tố giống virus có trong mọi tế bào của con người, sao chép thông qua cơ chế sao chép và dán, tạo ra một bản sao mới ở vị trí mới trong bộ gen. ORF1p là một loại protein được tạo ra ở mức độ cao trong bệnh ung thư.

Đồng tác giả John LaCava, phó giáo sư nghiên cứu chuyên về nghiên cứu LINE-1, cho biết: “Transposon thường được biểu hiện trong tinh trùng, trứng và trong quá trình tạo phôi, do đó, có một số trường hợp bạn có biểu hiện không sinh bệnh học của transposon”. “Nhưng mặt khác, những 'gen nhảy' này bị im lặng trong bộ gen vì hoạt động của chúng tạo ra căng thẳng và xúc phạm trong tế bào."

Hầu hết thời gian, cơ thể luôn kiểm soát LINE-1.

LaCava cho biết: “Có nhiều lớp cơ chế ngăn chặn LINE-1 được biểu hiện và tạo ra ORF1p, vì vậy chúng tôi có thể sử dụng sự hiện diện của protein làm đại diện cho một tế bào không khỏe mạnh không còn kiểm soát được bản phiên mã của nó”. “Bạn không nên tìm thấy ORF1p trong máu của một người khỏe mạnh.”

Ông nói, trong XNUMX năm qua, “rõ ràng là những protein này tăng cao trong hầu hết các bệnh ung thư,” bao gồm nhiều loại ung thư phổ biến và gây tử vong nhất ở thực quản, đại tràng, phổi, vú, tuyến tiền liệt, buồng trứng, tử cung, tuyến tụy, đầu và cổ.

Vì các tế bào ung thư biểu mô tạo ra ORF1p ngay từ khi bắt đầu bệnh nên các nhà nghiên cứu từ lâu đã tìm kiếm một xét nghiệm nhạy cảm, chính xác để phát hiện ORF1p càng sớm càng tốt. Khả năng phát hiện ra nó ở bệnh nhân trước khi ung thư có cơ hội lây lan có thể cứu sống được nhiều người.

Các nanobody tùy chỉnh từ lạc đà không bướu

Các nhà nghiên cứu của Rockefeller đã hợp tác với các nhà điều tra chính từ Mass General Brigham, Viện Kỹ thuật lấy cảm hứng sinh học Wyss tại Đại học Harvard và Viện Ung thư Dana-Farber, cùng với các tổ chức đối tác khác, để thiết kế một xét nghiệm nhanh, chi phí thấp có thể phát hiện ORF1p trong huyết tương, chiếm hơn một nửa hàm lượng trong máu con người.

Nghiên cứu mới sử dụng công nghệ phát hiện dựa trên phân tử đơn được gọi là Simoa được phát triển bởi đồng tác giả David Walt, trường Harvard. Nhóm Rockefeller đã đóng góp các vật thể nano tùy chỉnh có nguồn gốc và chế tạo từ lạc đà không bướu hoạt động như thuốc thử bắt giữ protein ORF1p và là đầu dò nhạy cảm để phát hiện nó.

LaCava cho biết: “Chúng tôi đã phát triển những thuốc thử này như một phần trong sứ mệnh nắm bắt và mô tả mối liên hệ phân tử của ORF1p với các protein khác trong bệnh ung thư đại trực tràng”. “Chúng tôi biết rằng hầu hết các bệnh ung thư đại trực tràng đều có rất nhiều protein LINE-1, vì vậy chúng tôi lý luận rằng sự tương tác mà chúng tạo ra có thể làm rối loạn chức năng tế bào bình thường theo cách có lợi cho bệnh ung thư. Việc tách các hạt LINE-1 cho phép chúng tôi xem xét kỹ hơn các tương tác này. Sau đó, rõ ràng là các cộng tác viên của chúng tôi tại Harvard có thể sử dụng cùng loại thuốc thử cho xét nghiệm dấu ấn sinh học đang phát triển của họ, vì vậy chúng tôi đã chia sẻ chúng.”

Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng xét nghiệm này có độ chính xác cao trong việc phát hiện ORF1p trong mẫu máu của bệnh nhân mắc nhiều loại ung thư, bao gồm ung thư buồng trứng, dạ dày thực quản và đại trực tràng. Chi phí sản xuất và trả về kết quả nhanh chóng chỉ dưới 3 USD.

Martin Taylor, thuộc khoa bệnh lý tại Bệnh viện Đa khoa Massachusetts và là tác giả chính của nghiên cứu trên tạp chí, cho biết: “Chúng tôi đã bị sốc bởi xét nghiệm này hoạt động tốt như thế nào đối với các loại ung thư”. Khám phá ung thư.

Các nhà nghiên cứu cũng phân tích huyết tương của 400 người khỏe mạnh ở độ tuổi 20–90 đã hiến máu cho Mass General Brigham Biobank; ORF1p không thể phát hiện được ở 97–99% trong số đó. Trong số năm người được phát hiện có ORF1p, người có mức ORFXNUMXp cao nhất được phát hiện sáu tháng sau đó bị ung thư tuyến tiền liệt tiến triển.

Đáp ứng điều trị ung thư

Một ứng dụng tiềm năng khác của xét nghiệm này là theo dõi phản ứng của bệnh nhân với liệu pháp điều trị ung thư. LaCava cho biết nếu phương pháp điều trị có hiệu quả, nồng độ ORF1p trong máu của bệnh nhân sẽ giảm xuống. Trong một phần của nghiên cứu, các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu 19 bệnh nhân đang điều trị ung thư dạ dày thực quản; ở 13 người đáp ứng với phương pháp điều trị, nồng độ ORF1p đã giảm xuống dưới giới hạn phát hiện của xét nghiệm.

LaCava cho biết, việc theo dõi protein có thể được tích hợp vào hoạt động chăm sóc sức khỏe thông thường. “Trong khoảng thời gian khỏe mạnh của cuộc đời, bạn có thể đo mức ORF1p của mình để thiết lập mức cơ bản. Sau đó, bác sĩ sẽ chỉ để ý xem có bất kỳ mức tăng đột biến nào ở mức ORF1p hay không, điều này có thể là dấu hiệu cho thấy tình trạng sức khỏe của bạn có sự thay đổi. Mặc dù có thể có một số biến động ORF1p nhỏ ở đây và ở đó, nhưng sự tăng đột biến sẽ là nguyên nhân cho một cuộc điều tra sâu hơn.”

Rout cho biết, kết quả nghiên cứu cũng minh họa tiềm năng to lớn của thuốc thử nanobody được tạo ra thông qua nghiên cứu về tương tác. Interactomics tìm cách hiểu các tương tác động của hàng triệu thành phần riêng lẻ trong tế bào, đặc biệt là protein và axit nucleic. Những tương tác này tạo thành các phức hợp phân tử có chức năng truyền tải thông tin và kiểm soát hành vi của tế bào. Những thay đổi gây bệnh trong những tương tác này là nền tảng của mọi bệnh tật.

Rout nói: “Nhu cầu thiết yếu là có các công cụ tốt hơn nhiều để khám phá và phân tích các tương tác mà chỉ mới bắt đầu được đáp ứng”. “Để đạt được mục tiêu đó, chúng tôi thường cộng tác với các tổ chức khác để phát triển thuốc thử, chẳng hạn như các vật thể nano có nguồn gốc từ lạc đà không bướu của chúng tôi. Sản phẩm tạo ra không chỉ là công cụ nghiên cứu—chúng có tiềm năng to lớn trong tay các bác sĩ.”

nguồn: Nghiên cứu ban đầu