Proteinglypican-1 i eksosomer er en lovende markør for tidlig diagnose av kreft i bukspyttkjertelen. • Vyacheslav Kalinin • Vitenskapsnyheter om "Elements". • Onkologi, molekylærbiologi, genetikk

Proteinglypican-1 i eksosomer er en lovende markør for tidlig diagnose av kreft i bukspyttkjertelen

Fig. 1. GPC1 skiller bukspyttkjertelkreft fra godartet sykdom. Eksosomer isolert fra blodet hos pasienter med bukspyttkjertelskreft eller med dets prekerceøse lesjoner, bærer GPC1-proteoglykanen innebygd i membranen. Samtidig overstiger GPC1 ikke det normale nivået som er typisk for friske donorer hos pasienter med godartede sykdommer i bukspyttkjertelen. Bilde fra synopsis til diskutert artikkel inatur

En ikke-invasiv metode for å diagnostisere kreft i bukspyttkjertelen er utviklet, noe som gjør det mulig å nesten 100% gjenkjenne sykdommen i forskjellige stadier, inkludert den forstadieformige tilstanden. Prinsippet for metoden består i deteksjon i blodet av eksosomer (mikropartikler som produseres av kreftceller) som bærer glypican-1 protein. Den komparative enkelheten og effektiviteten til den nye metoden er sannsynlig at den skal brukes til screening og diagnostisering av kreft i bukspyttkjertelen i velutstyrte kliniske laboratorier.

Bukspyttkjertel kreft er en av de mest aggressive humane kreftformer. Hovedproblemet er at det ikke finnes noen pålitelige måter å diagnostisere denne kreften tidlig, og symptomene oppstår når situasjonen allerede er dødelig.Metodene som foreslås for diagnose, både relativt enkle og billige immunologiske, og komplekse og dyre, som f.eks. Computertomografi og magnetisk resonansavbildning, gjør det heller ikke mulig å gjenkjenne kreft i de tidlige stadier av sykdommen, eller gi mange falske positive eller falske negative resultater. Således kan enzymimmunoassay-metoden (se ELISA, ELISA, Eng. Den enzymbundne immunosorbentanalysen, ELISA) av den mest kjente biomarkøren av denne kreften, karbohydrat-antigenet CA19-9, hos mange kreftpatienter viser ikke et overskudd av sitt normale nivå. Samtidig viser omtrent halvparten av de uten kreft et økt nivå på CA19-9. Tomografi gir vanligvis et pålitelig resultat bare når svulsten allerede har nådd en betydelig størrelse.

På jakt etter pålitelige markører for diagnose av kreft i bukspyttkjertelen, henviste forfatterne seg til glypican-1 (GPC1), et komplekst pattedyrprotein fra klassen av proteoglykaner (figur 1). Sammen med de andre fem glypicans inneholder GPC1 heparinsulfat. Det var kjent at ekspansjon av GPC1 i bukspyttkjertel og brystkreft er forbedret og det stimulerer reproduksjon og metastase av kreftceller. Det vil si, GPC1 er en del av mekanismen for å kontrollere cellevekst og divisjon.

Siden immunologisk påvisning av GPC1 i plasma som en diagnostisk metode for kreft var ikke bedre enn andre, undersøkte forfatterne GPC1 på ekstracellulære vesikler – partikler med en størrelsesorden 50-150 nm, omgitt av en dobbeltlags-lipidmembran og bærende celler og celleukleinsyrer. Slike partikler – eksosomer – blir utskilt i blodet av forskjellige celler i kroppen. For å oppdage GPC1 innebygd i en lipidmembran, ble sirkulerende eksosomer i blodet (crExos) konsentrert fra blodplasma ved høyhastighets sentrifugering, adsorbert på nanopartikler, inkubert med antistoffer mot GPC1 og analysert ved hjelp av transmisjonselektronmikroskopi og strømningscytometri.

CrExos ble isolert fra blodplasmaet hos pasienter med brystkreft eller kreft i bukspyttkjertelen (PDAC), og til sammenligning fra plasma av sunne givere. Konsentrasjonen av crExos hos pasienter var betydelig høyere enn hos friske. Og hvis i sistnevnte var andelen crExos positive for GPC1 0,3-4,7% (gjennomsnittlig 2,3%), hos pasienter med brystkreft var det høyere enn kontroll i 75% tilfeller, og i kreft i bukspyttkjertelen var det hos alle 190 pasienter studerte (figur 2).Således var det en sterk sammenheng mellom crExos, GPC1 positiv og kreft, spesielt i tilfelle PDAC.

Fig. 2. Sirkulerende eksosomer som bærer GPC1 som en ikke-invasiv markør for kreft i bukspyttkjertelen. Abskisse akse – friske donorer (friske), pasienter med brystkreft (brystkreft) og pasienter med bukspyttkjertelskreft (PDAC). ordinat – Prosentandelen av eksosomer som bærer GPC1. stjernetegn – Graden av pålitelighet av forskjeller (høy). Figur fra diskutert artikkel i natur

Videre ble crExos studert hos pasienter med godartede sykdommer i bukspyttkjertelen og med neoplasier (neoplasmer) som før kreft. I godartede sykdommer oversteg andelen GPC1-positive crExos ikke det i kontroller. Og i tilfeller av forløper for kreft – intraepitelial neoplasi i bukspyttkjertelen – var det betydelig høyere (figur 3).

Fig. 3. Prosentandel av eksosomer med GPC1 hos friske givere (friske donorer), pasienter med godartede sykdommer (BPD) og kreft med PDAC i bukspyttkjertelen. ordinat – Prosentandelen av eksosomer som bærer GPC1. stjernetegn – Graden av pålitelighet av forskjeller (4 – høy, 1 – lav). Figur fra diskutert artikkel i natur

Hos pasientersom gjennomgikk kirurgi for å fjerne den syke bukspyttkjertelen, var nivået av GPC1-positive crExos korrelert med tumorens tilstedeværelse og størrelse og med varigheten av deres overlevelse.

Fig. 4. Ordning for å ta blodprøver for å isolere eksosomer. CTT-modellmus med utvikling av bukspyttkjertelskreft (7) og kontrollmus (6). Røde bindestreker merket tidspunktet for å ta blod (uke). PanIN er en precancerøs tilstand (intraepitelial neoplasi i bukspyttkjertelen), PDAC er en utviklende kreft. Figur fra artikkelen som diskuteres) i natur

For å finne ut hvor tidlig det er mulig å bestemme utviklingen av en kreft-tumor ved bruk av GPC1-positive crExos, ble eksperimenter utført på modellmus som reproduserte human PDAC. Gjennom utviklingen av svulsten, som inkluderte en forstadig tilstand – intraepitelial neoplasi i bukspyttkjertelen, ble blod tatt fra musene og analysert ved crExos (figur 4).

Fig. 5. Sirkulerende eksosomer som bærer GPC1 kan forutsi bukspyttkjertelskreft hos modellmus. ordinat – Prosentandelen av eksosomer som bærer GPC1. Abskisse akse – blodprøver fra kontroll (C) og eksperimentelle mus (E), tatt som vist på fig. 3. stjernetegn – Graden av pålitelighet av forskjeller (høy). Figur fra diskutert artikkel i natur

En økning i antall GPC1-positive crExos ble observert, selv ved det forstadierte stadium (figur 5), mye tidligere enn den voksende svulsten kunne gjenkjennes ved hjelp av magnetisk resonansbilding (figur 6).

Fig. 6. Magnetisk resonansavbildning av en utviklende kreft i bukspyttkjertelen i en modellmus. РКТ – modell mus, kontroll – kontroll. Grensen til svulsten er omkranset rød linje. Figur fra diskutert i natur

Forfatterne lyktes derfor i å utvikle en ikke-invasiv diagnostisk metode som gjør det mulig å gjenkjenne kreft i bukspyttkjertelen i ulike stadier, inkludert en forstadierstilstand. Diagnostikk ved å analysere innholdet av eksosomene av lunge- og bukspyttkjertelcancer ganske nylig og uavhengig av den undersøkte undersøkelsen, har allerede blitt presentert av andre forfattere (R. Jakobsen et al., 2015). B. Madhavan et al., 2015. Kombinert evaluering av sensitivitet og spesifisitet for diagnose av kreft i bukspyttkjertelen og miRNA serum-eksosombiomarkører). Men i disse studiene ble analysemetoder brukt som var mye mer komplekse og dyre enn i studien som ble diskutert, og sannsynligheten for å oppdage kreft var henholdsvis 75% og 93%.

En viktig innovasjon i arbeidet som diskuteres, er å finne en svært informativ GPC1-markør på eksosomer som sirkulerer i blodet. Ytterligere muligheter for diagnostikk er tilveiebrakt ved tilstedeværelsen av mutantgenet i eksosomene til mRNAet som er vist av forfatterne i mange tilfeller. KRASanses å være føreren av utviklingen av kreftvektorer. Hvor aktuelt presenterte tilnærmingen er for andre former og typer kreft er ennå ikke etablert. Så, for brystkreft, forfatterne klarte ikke å få visse resultater. Den komparative enkelheten til den utviklede metoden vil tillate den å bli brukt til screening og diagnostisering av kreft i bukspyttkjertelen, og muligens andre kreftformer i velutstyrte kliniske laboratorier.

kilder:
1) Sonia A. Melo et al. Glypican-1 identifiserer kreft tidlig kreft i bukspyttkjertelen // Nature. 2015. V. 523. s. 177-182.
2) Clotilde Théry. Kreft: Diagnose av ekstracellulære vesikler // Nature. 2015. V. 523, s. 161-162. (Populær synopsis til artikkelen under diskusjon.)

Vyacheslav Kalinin


Like this post? Please share to your friends:
Legg att eit svar

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