Hogyan lehet azonosítani a rákot a DNS alapján?

Annak megállapítására, hogy egy személynél mekkora a rákos megbetegedés kockázata, onkomarker-tesztet végeznek. Ez a kifejezés a különböző típusú rosszindulatú struktúrákra jellemző fehérjékre és peptidekre vonatkozik. Az onkomarkerek képesek megjelenni a vérben az első rákos sejtek kialakulásával egyidejűleg. De egy ilyen, ma is alkalmazott vizsgálatot nem jellemez a nagy érzékenység és az univerzalitás. Optimálisabb lehetne a rosszindulatú struktúrákból származó DNS keresése, ami megfelelőbb. De hogyan lehet ezt megtenni?

Kicsit korábban tudományos kísérletet végeztek a rák vérvizsgálattal történő kimutatására: a rosszindulatú DNS-sel egyidejűleg rákos fehérjéket is kerestek. De a közelmúltban a Madisonban található Wisconsini Egyetem szakemberei azt javasolták, hogy a rosszindulatú DNS-t ne mutációval (genetikai betűk másokkal való helyettesítésével vagy gének átrendeződésével), hanem magában a DNS-molekulában bekövetkező törések útján mutálják.

Bármely sejt, legyen az rákos vagy egészséges, időszakosan elpusztul, és belső része a DNS-sel együtt a véráramba kerül. A nagy kromoszómák, miután a sérült sejten kívülre kerültek, elkezdenek felbomlani. Az egészséges és a rákos sejtek DNS-törési régiói azonban nem azonosak. Egy sejt DNS-e mindig tele van fehérjékkel. Ezek közül néhány a DNS megnyúlt szálait kisebb molekuláris "csomagokba" csomagolja, és szükség esetén kicsomagolja azokat, hogy információt távolítson el a genom egy szakaszából. Más fehérjék az adatok leolvasásáért felelősek, míg mások a sérült DNS-t javítják, és így tovább. A sejtből kikerült DNS károsodása attól függ, hogy ezek a fehérjék milyen mértékben oszlanak el rajta, és a gének aktivitásától. Kiderült, hogy a DNS-részecskék alapján meg tudjuk állapítani, hogy melyik sejthez tartozott, normálishoz vagy rákoshoz. Nem kell az összes rendelkezésre álló fragmentumot elemezni: csak a végszegmensek elegendőek.

A tudósok több mint ezer embertől vettek vérvizsgálatot – egészséges és beteg emberektől egyaránt, köztük rákos betegektől is. A kutatók összehasonlították a sejten kívüli DNS-sel okozott károsodást, és igazolták, hogy a rosszindulatú részecskék valóban különböznek az egészséges emberekben lévőktől. Ezenkívül a rákkal összefüggő károsodást mutató DNS mennyisége lehetővé tette számukra annak meghatározását, hogy a rákos daganat milyen stádiumban van. Az újonnan kifejlesztett módszer meglehetősen pontosnak bizonyult: az esetek több mint 90%-ában kimutatta a rosszindulatú folyamatot, a betegek 87%-ánál azonosították a kezdeti stádiumú onkológiát.

A tanulmány értéke abban rejlik, hogy jóval a rákos daganat első jeleinek megjelenése előtt kellő pontossággal kimutathatóvá teszi a kóros folyamatot. Ezenkívül az ilyen elemzés gyakran segít a végleges diagnózis felállításában összetett klinikai diagnosztikai helyzetekben.

Ez a cikk a Science folyóiratban megjelent anyagon alapul.