Proteinski glikopan-1 v eksosomih je obetavni marker za zgodnjo diagnozo raka trebušne slinavke • Vâčeslav Kalinin • Novice o "Elementih" • Onkologija, molekularna biologija, genetika

Proteinski glikopan-1 v eksozome je obetaven marker za zgodnjo diagnozo raka trebušne slinavke

Sl. 1. GPC1 razlikuje rak trebušne slinavke iz benigne bolezni. Exosomi, izolirani iz krvi pri bolnikih z rakom trebušne slinavke ali s predrakavimi poškodbami, nosijo protokol GPC1, proteoglikan, vgrajen v membrano. Hkrati pa pri bolnikih z benignimi boleznimi trebušne slinavke GPC1 ne presega normalne ravni, značilne za zdravih darovalcev. Slika od povzetka do obravnavanega članka vNarava

Razvita je bila neinvazivna metoda za diagnosticiranje raka trebušne slinavke, kar omogoča skoraj 100% prepoznavo bolezni na različnih stopnjah, vključno s prekomerno boleznijo. Načelo metode je odkrivanje krvnih obremenitev (mikrodelcev, ki jih proizvajajo rakave celice), ki nosijo proteol glikopan-1. Primerjalna preprostost in učinkovitost nove metode naj bi ji omogočila, da se uporablja za pregled in diagnosticiranje raka trebušne slinavke v dobro opremljenih kliničnih laboratorijih.

Rak trebušne slinavke je eden najbolj agresivnih človeških rakov. Glavni problem je, da ni zanesljivih načinov zgodnjega diagnosticiranja tega raka, simptomi pa se pojavijo, ko je stanje že usodno.Metode, predlagane za diagnosticiranje, sorazmerno enostavne in poceni imunološke ter kompleksne in drage, kot so računalniška tomografija in slikanje z magnetno resonanco, bodisi ne omogočajo prepoznavanja raka v zgodnjih fazah bolezni, ali dajejo veliko lažnih pozitivnih ali lažno negativnih rezultatov. Tako je metoda encimske imunološke analize (glejte ELISA, ELISA, Angleščina Enzimsko vezani imunosorbentni test, ELISA) najbolj znanega biomarkerja tega raka, ogljikovodikovega antigena CA19-9 pri mnogih bolnikih z rakom ne kaže presežka svoje normalne ravni. Hkrati približno polovica oseb brez raka kaže povečano raven CA19-9. Tomografija ponavadi daje zanesljiv rezultat le, če je tumor že dosegel pomembno velikost.

V iskanju zanesljivih markerjev za diagnozo raka trebušne slinavke so se avtorji obrnili na glikopan-1 (GPC1), kompleksni sesalski protein iz skupine proteoglikanov (slika 1). Skupaj z drugimi petimi glikopanicami, GPC1 vsebuje heparinsulfat. Znano je, da je pri rakah trebušne slinavke in raka dojke povečana ekspresija GPC1 in spodbuja razmnoževanje in metastazo rakastih celic. To pomeni, da je GPC1 komponenta mehanizma za nadzor rast in razdelitev celic.

Ker ima imunološke GPC1 detekcija v krvni plazmi diagnostično metodo raka ni boljši od drugih, avtorji raziskovali GPC1 za zunajceličnih veziklov – velikostjo delcev 50-150 nm, obdan z lipidno dvoplastno membrano in nosilnih proteinov in nukleinskih kislin celic. Takšni delci – eksosome – v krvi izločajo različne celice telesa. Za identifikacijo GPC1, vgrajeni v lipidne membrane, smo eksozomov (crExos) krožijo v krvni plazmi koncentriramo iz hitroreznega centrifugiranju sorbirana so nanodelci inkubirali s protitelesi proti GPC1 in analiziramo s transmisijsko elektronsko mikroskopijo in pretočno citometrijo.

CrExos smo izolirali iz plazme bolnic z rakom dojke ali duktalni rak trebušne slinavke (PDAC), ter za primerjavo, iz plazme zdravih darovalcev. Koncentracija crExosa pri bolnikih je bila znatno višja kot pri zdravih. In če ta delež crExos, pozitivne za GPC1, znašal 0,3-4,7% (v povprečju za 2,3%), nato pa pri bolnikih z rakom dojke je bila višja od kontrole v 75% primerov, in pri bolnikih z rakom trebušne slinavke – pri vseh 190 bolnikih, ki so se raziskovali (slika 2).Tako je bila močna korelacija med krExos, GPC1 pozitivnim in rakom, zlasti v primeru PDAC.

Sl. 2 Krožni eksozomi, ki nosijo GPC1 kot neinvazivni marker za raka trebušne slinavke. Os abscissa – zdravi dajalci (zdravi), bolniki z rakom dojke (rak dojke) in bolniki z rakom trebušne slinavke (PDAC). Y-os – Odstotek eksozomov, ki nosijo GPC1. Zvezdice – stopnja zanesljivosti razlik (visoka). Slika iz obravnavanega članka v Narava

Poleg tega so bili proučevani tudi pri bolnikih z benignimi boleznimi trebušne slinavke in neoplazijami (neoplazmi) pred rakom. Pri benignih boleznih delež GPC1 pozitivnih crExos v kontroli ni presegel vrednosti. V primerih predhodnika raka – intraepitelijske neoplazije trebušnih kanalov – je bilo opazno višje (slika 3).

Sl. 3 Odstotek eksozomov, ki nosijo GPC1 pri zdravih darovalcih (zdravih darovalcev), bolnikih z benignimi boleznimi (BPD) in rakom z PDAC trebušne slinavke. Y-os – Odstotek eksozomov, ki nosijo GPC1. Zvezdice – stopnja zanesljivosti razlik (4 – visoka, 1 – nizka). Slika iz obravnavanega članka v Narava

Pri bolnikihki so opravili operacijo odstranjevanja obolelih trebušnih slinavk, je stopnja GPC1-pozitivnih crExos povezana s prisotnostjo in velikostjo tumorja ter s trajanjem njihovega preživetja.

Sl. 4 Shema za odvzem vzorcev krvi za izolacijo eksozomov. CTT – model miši z razvojem raka trebušne slinavke (7) in kontrolnih miši (6). Rdeče črtice označil čas jemanja krvi (teden). PanIN je predrakavsko stanje (intraepitelna neoplazija trebušnih kanalov), PDAC je razvojni rak. Slika iz obravnavanega članka) v Narava

Da bi ugotovili, kako zgodaj je mogoče določiti razvoj tumorja raka z uporabo GPC1 pozitivnega crExosa, so bili opravljeni poskusi na modelnih miših, ki so reproducirali človeški PDAC. Skozi razvoj tumorja, ki je vključeval predrakavo stanje – intraepitelno neoplazijo trebušnih kanalov – je bila krv odvzeta od miši in analizirana s pomočjo crExos (slika 4).

Sl. 5 Krožni eksozomi, ki nosijo GPC1, lahko napovedujejo raka trebušne slinavke pri modelnih miših. Y-os – Odstotek eksozomov, ki nosijo GPC1. Os abscissa – vzorci krvi iz kontrolne (C) in eksperimentalne miši (E), vzeti kot je prikazano na sl. 3 Zvezdice – stopnja zanesljivosti razlik (visoka). Slika iz obravnavanega članka v Narava

Povečanje števila GPC1-pozitivnih crExos smo opazili tudi na predkuzni stopnji (slika 5), ​​veliko prej kot naraščajoči tumor bi lahko prepoznali z uporabo magnetne resonančne slike (slika 6).

Sl. 6 Magnetno resonančno slikanje razvijajočega raka trebušne slinavke v modelni miši. RKT – model miška, nadzor – nadzor. Meje tumorja so obkrožene rdeča črta. Slika iz obravnave v Narava

Tako so avtorji uspeli razviti neinvazivno diagnostično metodo, ki omogoča prepoznavanje raka trebušne slinavke na različnih stopnjah, vključno s predrakavostno boleznijo. Diagnostika z analizo vsebine eksozomov pljučnega raka in raka trebušne slinavke nedavno in neodvisno od obravnavanih raziskav so že predstavili drugi avtorji (R. Jakobsen et al., 2015) B. Madhavan et al., 2015. Kombinirano vrednotenje občutljivosti in specifičnosti za diagnozo raka trebušne slinavke in biomarkerji z miRNA serumom). Toda v teh študijah so bile uporabljene analitske metode, ki so bile veliko bolj zapletene in drage kot v razpravi, pri čemer je bila verjetnost odkrivanja raka 75% oz. 93%.

Pomembna novost v obravnavanem delu je ugotovitev zelo informativnega označevalca GPC1 na eksozome, ki krožijo v krvi. Dodatne možnosti za diagnostiko zagotavljajo prisotnost mutiranega gena v eksosomah mRNA, ki so jih v mnogih primerih prikazali avtorji. KRASšteje za gonilo razvoja rakavih tumorjev. Kako uporaben je predstavljen pristop za druge oblike in vrste raka. Torej, za rak dojke, avtorji niso dobili določenih rezultatov. Primerjalna preprostost razvite metode bo omogočila, da se ga uporabi za pregledovanje in diagnosticiranje raka trebušne slinavke, nato pa morda tudi za druge rake v dobro opremljenih kliničnih laboratorijih.

Viri:
1) Sonia A. Melo et al. Glypican-1 identificira raka zgodnjega raka trebušne slinavke // Narava. 2015. V. 523. str. 177-182.
2) Clotilde Théry. Rak: Diagnoza z zunajceličnimi vezikli // Narava. V. 523. str. 161-162. (Priljubljena povzetek članka v obravnavi.)

Vyacheslav Kalinin


Like this post? Please share to your friends:
Dodaj odgovor

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