Nową metodę wcześniejszej diagnostyki raka w oparciu o materiał płynnej biopsji, połączony z zaawansowaną biostatystyką, bioinformatyką i uczeniem maszynowym, opracowują naukowcy z Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego. Otrzymali na ten cel 5 mln zł z Agencji Badań Medycznych.
Test będzie mógł być zastosowany w wielu nowotworach, ale swoje badania naukowcy z Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego zaczynają od raka jajnika, nazywanego cichym zabójcą. W Polsce co roku wykrywanych jest 3,5 tys. nowych zachorowań. Trzy na cztery pacjentki mają rozpoznanie w stadium zaawansowanym. W stadium czwartym, najwyższym, 5 lat przeżywa tylko co czwarta chora, podczas gdy w stadium pierwszym ponad 90%. Wcześniejsze wykrycie znacząco poprawi szanse przeżycia.
To właśnie dlatego naukowcy z GUMed przystąpili do opracowania nieinwazyjnego testu, który pozwoli na wcześniejsze wykrycie nowotworów, zmniejszenie kosztów leczenia, poprawę jakości życia, zmniejszenie obciążenia szpitali. Test ma również potencjał monitorowania przebiegu choroby i odpowiedzi na leczenie, co powinno pozwolić wcześniej wykryć ewentualny nawrót i umożliwić skuteczną interwencję terapeutyczną.
Narzędziem, którego będziemy używać, jest płynna biopsja, czyli mniej inwazyjne wykrywanie różnego rodzaju analitów (markerów) z niewielkiej próbki krwi obwodowej. Może służyć do diagnozowania, oceny rokowania, wyboru terapii czy monitorowania skuteczności terapii u chorych – wylicza prof. Anna Żaczek, liderka projektu.
Płynna biopsja wykorzystuje płyny ciała, w odróżnieniu do zwykłej biopsji, która używa fragmentu nowotworu – dlatego uważana jest za małoinwazyjną. Wśród markerów, które można analizować płynną biopsją, są takie jak: DNA komórek nowotworowych (czyli ctDNA), krążące komórki nowotworowe, czyli CTC, jak również płytki krwi edukowane przez nowotwór. Tematem płytek krwi w nowotworach zespół prof. Żaczek, jako jedyny w Polsce, zajmuje się od ponad 10 lat.
Płytki krwi w nowotworach są nazywane płytkami edukowanymi przez nowotwór. Nowotwór modyfikuje ich RNA, co można zidentyfikować jako unikalny profil RNA – „podpis” obecności raka. Profil ten zmienia się dynamicznie wraz z postępem choroby i leczenia. Szczególnie jest to widoczne w raku jajnika i trzustki – zaznacza badaczka z Zakładu Onkologii Translacyjnej GUMed.
Dotychczasowe wyniki uzyskane przez jej zespół wskazują, że analiza RNA płytek jest bardzo dobrym biomarkerem. Analizując grupę ponad 1600 chorych na 18 różnych typów nowotworów, naukowcy wykazali, że profil RNA płytek krwi rzeczywiście działa wiarygodnie jako marker służący wykryciu obecności nowotworu. Co więcej, analizując chore na raka jajnika, dowiedli, że parametry diagnostyczne, w tym dokładność metody, przewyższają standardowo stosowany marker diagnostyczny, czyli CA125.
Widząc potencjał w uzyskanych wynikach, stosunkowo skomplikowany wynik analizy wysokoprzepustowej, jaką jest sekwencjonowanie kilkudziesięciu tysięcy transkryptów, przełożyliśmy na tani test oparty o PCR, czyli technikę wykorzystywaną np. w wykrywaniu materiału genetycznego wirusa Sars-CoV-2. Analizując ponad 100 próbek obiema technikami pokazaliśmy, że parametry diagnostyczne testu są bardzo dobre, a test jest szybki w wykonaniu i niezbyt drogi – podkreśla prof. Żaczek.
W ramach projektu finansowanego przez ABM test zostanie udoskonalony. W planach są szeroko zakrojone analizy mulitomiczne, czyli analizy RNA, microRNA płytek i metabolitów obecnych w osoczu tej samej osoby. Badacze szacują, że dostaną sygnał dla kilkuset tysięcy parametrów, których przeanalizowanie będzie wymagało zaawansowanych metod statystycznych i informatycznych. Wykorzystają też algorytmy uczenia maszynowego,do optymalnej klasyfikacji próbek, by osiągnąć jak najwyższą dokładność metody. Celem jest zwiększenie czułości i specyficzności opracowanej metody, tak żeby była ona przygotowana do wdrożenia.
Projekt bazuje na rozwiązaniach opracowanych i opatentowanych przez nasz zespół, w ramach prac prowadzonych przez dr hab. Annę Supernat. Kluczową technologią jest platforma RT-qPCR wspierana przez sztuczną inteligencję stosowana do analizy RNA pytek krwi. Opracowane rozwiązanie pozwoli na bardziej kompleksową i szybszą diagnostykę, jak również efektywniejsze monitorowanie chorób nowotworowych, co powinno przyczynić się do poprawy wyników leczenia, jak również lepszego funkcjonowania systemu ochrony zdrowia – zapowiada prof. Anna Żaczek.
Na realizację badań Agencja Badań Medycznych przeznaczyła 5 mln zł. To jeden z projektów wyłonionych w konkursie na realizację badań o charakterze aplikacyjnym w obszarze biomedycznym. Do finansowania skierowano w sumie 57 przedsięwzięć na łączną kwotę ponad 446 mln zł.
MK, źródło: GUMed