Ученые РНИМУ нашли новый подход к диагностике онкологических заболеваний на ранних стадиях. Разработка позволит распознавать рак неинвазивно. О методах и результатах исследования рассказывает старший научный сотрудник лаборатории биомаркеров отдела молекулярных технологий НИИ трансляционной медицины РНИМУ им. Н.И. Пирогова кандидат биологических наук Дмитрий Сергеевич Щербо.

Не дать раку развиться

Ранняя диагностика рака исключительно важна. В России большая часть случаев диагностирования онкологических заболеваний приходится на их поздние стадии, когда возможность полноценного лечения уже ограничена.

В рамках программы «Приоритет-2030» в РНИМУ им. Н.И. Пирогова реализуется стратегический проект «Иммуномедицина-2030». Он позволит выйти на новый уровень фундаментального понимания молекулярной этиологии социально значимых аутоиммунных и онкологических заболеваний. Ученые смогут полноценно задействовать потенциал и знания, которые были накоплены в университете. Развитие и внедрение разработок и результатов исследований в области новых методов таргетированной иммунотерапии аутоиммунных и онкологических заболеваний станут возможными.

Уже сейчас в НИИ трансляционной медицины РНИМУ им. Н.И. Пирогова ведутся прикладные биомедицинские исследования, которые предназначены для внедрения во врачебную практику. Ученые НИИ совместно со специалистами НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина и Федерального центра мозга и нейротехнологий работают над неинвазивным способом диагностики рака.

Что дает анализ фрагментов сцДНК

В крови человека свободно циркулируют небольшие фрагменты ДНК (сцДНК). Их источник — гибнущие клетки организма. Если в организме развивается опухоль, фрагменты геномов ее клеток тоже попадают в кровоток. И это делает их доступными для анализа. Опухоли возникают во многом из-за накопления генетических и эпигенетических изменений. Последние отчасти отражаются в том, как и в каких областях сцДНК расщеплена. Поэтому целью проекта является изучение особенностей фрагментирования сцДНК. Анализ фрагментов сцДНК может применяться для диагностирования, подбора терапии и мониторинга течения онкологических заболеваний. В ходе реализации проекта будут разработаны новые подходы к неинвазивной диагностике рака.

Уникальный метод cfDNA-FEP

Многие исследовательские лаборатории уже занимаются ранней диагностикой рака. Но в НИИ трансляционной медицины РНИМУ им. Н.И. Пирогова решили взглянуть на проблему с новой стороны. Учеными был разработан уникальный метод — профилирование концов фрагментов сцДНК (cfDNA fragment end profiling).

Для исследования были отобраны 175 добровольцев. Их разделили на три группы: на здоровых, на больных колоректальным раком и на больных раком почки. У ученых получилось с высокой точностью определять даже небольшие изменения в особенностях фрагментирования сцДНК плазмы крови у онкопациентов. Для получения таких данных были использованы оригинальный протокол пробоподготовки и анализ результатов высокопроизводительного секвенирования с применением машинного обучения.

При проведении анализа методом cfDNA-FEP каждому образцу присваивается вычисляемый балл патогенности. Он изменяется в пределах от 0 до 1 и показывает вероятность того, что образец получен от пациента с онкологическим заболеванием. Метод показал свою эффективность для определения опухолей даже на ранних стадиях. Средний балл патогенности для образцов от раковых больных составил 0,83, а от здоровых доноров — 0,28.

Исследование способно дополнить уже существующие технологии диагностики и протоколы. Это часть масштабной работы, в результате которой ученые надеются сделать раннее диагностирование рака и его эффективную терапию обычным делом. Основные результаты опубликованы в журнале Molecular Cancer. Ученые также доложили о результатах на крупных международных конференциях: конгрессе европейского общества медицинской онкологии (ESMO Congress 2021) и 54-м Съезде Европейского общества генетики человека (ESHG Conference 2021).

Исследование поддержано грантом Российского научного фонда № 20–75–10008.