{{{sourceTextContent.title}}}

“La tecnica migliore di biopsia liquida” migliora la rilevazione del DNA del tumore nel sangue

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

La gente con cancro ha DNA del tumore nel loro sangue. Un nuovo modo acquietare il fondo «rumore» nel campione di sangue permette che i ricercatori ordinino le quantità minuscole di queste molecole per migliorare la diagnosi ed il trattamento.

{{{sourceTextContent.description}}}

I ricercatori a Stanford University School di medicina hanno inventato un modo aumentare significativamente la sensibilità di una tecnica per identificare ed ordinare il DNA dalle cellule tumorali che circolano nel sangue di una persona.

La speranza è che tali «biopsie liquide» dei campioni di sangue facilmente ottenuti potrebbero l'un giorno sostituire la necessità di ottenere chirurgicamente il tessuto del tumore per lo studio.

Il nuovo approccio funziona identificando gli errori che accadono quando il DNA del tumore è catturato dal sangue ed è preparato per ordinare. Eliminando questi errori dai risultati d'ordinamento permette che i ricercatori a più esattamente identifichino le vere mutazioni Cancro-collegate anche dalle piccole quantità stesse di prodotto base.

«Ora possiamo individuare più sensibile la presenza di mutazioni specifiche nel DNA del cancro che potrebbe contribuire a determinare le scelte del trattamento o ad individuare la presenza di cancro residuo,» abbiamo detto Maximilian Diehn, il MD, il PhD, un assistente universitario dell'oncologia di radiazione e lo studioso della facoltà di CRK. «Stiamo ottenendo più vicino notevolmente a ridurre la necessità per le biopsie dilaganti di identificare le mutazioni del tumore o la risposta della pista alle terapie.»

Diehn e Ash Alizadeh, MD, PhD, assistente universitario di oncologia, condizione di scrittore senior della parte di una carta che descrive la tecnica migliorata. È stata pubblicata online il 28 marzo in biotecnologia della natura. L'istruttore Aaron Newman, il PhD e gli ex studiosi postdottorali Alexander Lovejoy, PhD e Daniel Klass, PhD, sono autori del co-cavo della ricerca.

Messaggi genetici in una bottiglia

Anche in assenza del trattamento, le cellule tumorali continuamente stanno dividendo e morendo. Mentre muoiono, scaricano il DNA nella circolazione sanguigna, come i messaggi genetici minuscoli in una bottiglia. Apprendimento leggere questi messaggi — e per selezionare quello in 1.000 - 1 milione che viene da una cellula tumorale — può permettere i clinici a rapidamente e non invadente controllare la presenza ed il volume di tumore, la risposta di un paziente alla terapia e perfino come le mutazioni del tumore si evolvono col passare del tempo di fronte al trattamento o ad altre pressioni selettive.

I ricercatori hanno definito il loro nuovo, approccio a due punte «soppressione digitale integrata degli errori,» o iDES. Costruisce sopra un metodo chiamato CAPP-Seguente che Alizadeh, Diehn e Newman precedentemente hanno inventato per catturare molto le piccole quantità di DNA del tumore dal sangue cercando un pannello delle mutazioni conosciute per essere associato con un cancro particolare. Con CAPP-seguente, i ricercatori potevano individuare soltanto una molecola del DNA del tumore in un mare di oltre 5.000 sequenze di DNA normali. Hanno pubblicato quei risultati nella medicina della natura nel 2014.

IDES costruisce su CAPP-seguente indirizzando una limitazione tecnica inerente: l'incapacità di ordinare esattamente le quantità di DNA molto piccole. Prima che ordinare possa essere tentato, molte copie devono essere fatte di ogni frammento di DNA a doppia elica. Ciò che copia è conosciuta come l'amplificazione e la probabilità di introdurre un errore nella sequenza durante gli aumenti di amplificazione con ogni giro.

I ricercatori hanno avuto bisogno di un modo determinare se le mutazioni identificate durante il processo d'ordinamento sono venuto dal tumore o sono state presentate durante il processo d'ordinamento. Hanno sviluppato un modo etichettare le molecole di circolazione di DNA a doppia elica nel sangue con «i codici a barre» che segnano unicamente ogni molecola originale. Poiché i fili di singola molecola del DNA si adattano insieme come una chiusura lampo, è possibile predire la sequenza di un filo dalla sequenza dell'altro. I codici a barre quindi hanno permesso che i ricercatori abbinassero sui due fili e che cercano le discrepanze. Ulteriormente, il loro approccio è stato destinato per minimizzare il numero delle molecole che sono perse durante codice a barre ed il campione che elaborano, che è particolarmente importante quando analizza gli importi minuscoli di fare circolare il DNA per presentare nella maggior parte dei malati di cancro.

“Un avanzamento significativo”

«La nostra tecnica è un avanzamento significativo sopra i metodi priori di codice a barre perché elimina più falsi positivi senza sacrificare i positivi veri» ha detto Alizadeh. «Etichettando le molecole del DNA alla cima del ciclo alimentare, per così dire, possiamo tenerci al corrente di che le molecole sono state riprodotte fedelmente durante il processo d'ordinamento e che hanno accumulato gli errori che non erano assenti in tumore o circolazione sanguigna di un paziente.»

Stiamo ottenendo più vicino notevolmente a ridurre la necessità per le biopsie dilaganti di identificare le mutazioni del tumore o la risposta della pista alle terapie.

Poi hanno combinato l'approccio di codice a barre con un altro approccio che hanno definito «la lucidatura del fondo.» «Abbiamo scoperto che determinati insiemi degli errori di ordinamento sono molto più probabili accadere ai posti specifici in nostre molecole del DNA, anche negli individui sani,» ha detto Newman. Ha progettato un algoritmo del computer per esplorare i punti conflittuali possibili della bandiera e di dati per ulteriore analisi. Insieme, il codice a barre molecolare e la tecnica di lucidatura li hanno permessi di filtrare molto più efficientemente gli errori d'ordinamento comuni di qualsiasi tecnica da solo.

Usando il iDES aumenta la sensibilità CAPP-seguente per non invadente l'identificazione delle mutazioni di un tumore nel sangue entro circa 15 volte. Una volta che le mutazioni tumore-specifiche indicarici sono state identificate, la tecnica aumentata diventa ancor più precisa — individuando soltanto una o due sequenza del DNA del tumore fra l'altrettanto come 400.000 sequenze di DNA di nontumor.

«Abbiamo trovato che il nostro approccio permette altamente accurato, l'identificazione non invadente delle mutazioni perseguibili nei malati di cancro del polmone e noi siamo promettenti che la tecnica sarà clinicamente disponibile presto,» abbiamo detto Diehn, che ha notato che gli studi clinici supplementari saranno necessari confermare se CAPP-seguente iDES-migliorato può migliorare i risultati del malato di cancro o ridurre i costi di sanità. I malati di cancro in cui le biopsie sono infruttuose o troppo rischiose sono probabili essere fra il primo da trarre giovamento dal nuovo approccio. Ancora, CAPP-seguente iDES-migliorato ha potuto anche essere utile in altre situazioni di sanità. «Questi stessi tipi di strumenti potrebbero essere usati per individuare le varianti rare in DNA che potrebbe segnalare il rigetto e resistenza a antibiotici o l'aiuto nei test diagnostici prenatali,» hanno detto Alizadeh.

Il lavoro del gruppo è un esempio del fuoco di Stanford Medicine su salute di precisione, lo scopo di quale è di prevedere ed impedire la malattia nel sano e precisamente diagnosticare e trattare la malattia nel malato.

Alizadeh e Diehn sono entrambi i ricercatori a Ludwig Center per la ricerca e la medicina della cellula staminale del Cancro a Stanford.

Altri co-author di Stanford dello studio sono studiosi postdottorali David Kurtz, MD, Florian Scherer, MD e Scott Bratman, il MD, PhD; dottorando Jacob Chabon; soci di ricerca Henning Stehr, PhD e Chih Long Liu, PhD; coordinatore clinico Carmen Say di ricerca; le scienze biologiche l'assistente di ricerca Li Zhou; assistente di ricerca Justin Carter; professore di patologia Robert West, MD, PhD; professore di oncologia George Sledge, MD; professore di ambulatorio cardiotoracico Joseph Shrager, MD; professore associato di oncologia Billy Loo Jr di radiazione. , MD, PhD; assistente universitario di oncologia Joel Neal, MD, PhD; e professore associato di oncologia Heather Wakelee, MD.

Il lavoro è stato sostenuto dal dipartimento della difesa, l'istituto nazionale contro il cancro (concessione 1K99CA187192), un nuovo premio dell'innovatore dagli istituti della sanità nazionali (concessione 1DP2CA186569), Ludwig Institute per ricerca sul cancro, il fondo dello studioso della facoltà di CRK, il fondamento di V per ricerca sul cancro, Damon Runyon Cancer Research Foundation, l'istituto della cellula staminale di Siebel ed il Thomas e Stacey Siebel Foundation.

Il dipartimento di Stanford di medicina inoltre ha sostenuto il lavoro.