Proteina glypican-1 în exosomi este un marker promițător pentru diagnosticarea precoce a cancerului pancreatic • Vyacheslav Kalinin • Știință pe "Elemente" • Oncologie, Biologie moleculară, Genetică

Proteina glicpican-1 în exosom este un marker promițător pentru diagnosticarea precoce a cancerului pancreatic

Fig. 1. GPC1 distinge cancerul pancreatic de boala benigna. Exosomii izolați din sângele pacienților cu cancer pancreatic sau cu leziunile precanceroase transportă proteoglicanul GPC1 încorporat în membrană. În același timp, la pacienții cu boli benigne ale pancreasului, GPC1 nu depășește nivelul normal pentru donatorii sănătoși. Imagine de la sinopsis la articolul discutat înnatură

A fost dezvoltată o metodă non-invazivă pentru diagnosticarea cancerului pancreatic, ceea ce face posibil ca aproape 100% să recunoască boala în diverse stadii, inclusiv în starea precanceroasă. Principiul metodei constă în detectarea exosomilor din sânge (microparticulele produse de celulele canceroase) care transportă proteina glipican-1. Simplitatea și eficacitatea comparativă a noii metode îi permit să fie utilizată pentru screeningul și diagnosticarea cancerului pancreatic în laboratoarele clinice bine echipate.

Pancreatic cancerul este unul dintre cele mai agresive tipuri de cancer umane. Principala problemă este că nu există metode fiabile de a diagnostica acest cancer mai devreme, iar simptomele apar atunci când situația este deja fatală.Metodele propuse pentru diagnostic, atât imunologice relativ simple și necostisitoare, cât și complexe și costisitoare, cum ar fi tomografia computerizată și imagistica prin rezonanță magnetică, nu fac posibilă recunoașterea cancerului în stadiile incipiente ale bolii sau dau rezultate fals pozitive sau fals negative. Astfel, metoda enzimatică de imunotestare (vezi ELISA, ELISA, Eng. Analiza imunosorbantă legată de enzime, ELISA) a biomarkerului cel mai bine cunoscut al acestui cancer, antigenul carbohidrat CA19-9, la mulți pacienți cu cancer nu prezintă un exces de nivelul său normal. În același timp, aproximativ jumătate dintre cei fără cancer prezintă un nivel crescut de CA19-9. Tomografia oferă, de obicei, un rezultat fiabil numai atunci când tumoarea a atins deja o dimensiune semnificativă.

În căutarea markerilor fiabili pentru diagnosticul cancerului pancreatic, autorii s-au îndreptat spre glicpican-1 (GPC1), o proteină complexă de mamifere din clasa proteoglicanilor (Figura 1). Împreună cu celelalte cinci glicipani, GPC1 conține heparinsulfat. Se știa că în cancerele pancreatice și în sân, expresia GPC1 este sporită și stimulează reproducerea și metastazarea celulelor canceroase. Adică, GPC1 este o componentă a mecanismului de control al creșterii și divizării celulare.

Deoarece GPC1 detectare imunologică în plasma din sânge ca metodă de diagnostic de cancer nu are mai bine decât altele, autorii au investigat GPC1 pentru vezicule extracelulare – o dimensiune a particulelor de 50-150 nm, înconjurat de o membrană bistratificată lipide și proteine ​​purtătoare și celule de acizi nucleici. Astfel de particule – exosomi – sunt secretate în sânge de diferite celule ale corpului. Pentru a identifica GPC1, încorporat într-o membrană lipidică, exosomes (crExos), care circula in plasma de sânge a fost concentrat la centrifugare de mare viteză, sorbită pe nanoparticule au fost incubate cu anticorpi la GPC1 și analizate prin microscopie electronică de transmisie și citometrie in flux.

CrExos a fost izolat din plasma sanguină a pacienților cu cancer mamar sau cancer al canalului pancreatic (PDAC) și, pentru comparație, din plasma donatorilor sănătoși. Concentrația de crExos la pacienți a fost semnificativ mai mare decât la cei sănătoși. Și dacă în acest din urmă procentul de crExos pozitiv pentru GPC1 a fost de 0,3-4,7% (în medie 2,3%), la pacienții cu cancer de sân a fost mai mare decât cel de control în 75% din cazuri, iar în cancerul pancreatic a fost la toți 190 de pacienți studiați (figura 2).Astfel, a existat o corelație puternică între crExos, GPC1 pozitiv și cancer, în special în cazul PDAC.

Fig. 2. Exosomi circulanți care poartă GPC1 ca marker non-invaziv pentru cancerul pancreatic. Axa abscisa – donatori sănătoși (sănătoși), pacienți cu cancer de sân (cancer mamar) și pacienți cu cancer pancreatic (PDAC). ordonata – Procentul de exosomi care transportă GPC1. asteriscuri – gradul de fiabilitate a diferențelor (ridicat). Figura din articolul discutat în natură

În plus, crExos au fost studiate la pacienții cu boli benigne ale pancreasului și cu neoplasii (neoplasme) care au precedat cancerul. În cazul bolilor benigne, proporția de crExos GPC1-pozitiv nu a fost mai mare decât cea a controalelor. Și în cazul unui precursor al cancerului – neoplazia intraepitelială a canalelor pancreatice – a fost semnificativ mai mare (Figura 3).

Fig. 3. Procentul de exosomi care poartă GPC1 la donatorii sănătoși (donatori sănătoși), pacienții cu boli benigne (BPD) și cancerul cu PDAC pancreasului. ordonata – Procentul de exosomi care transportă GPC1. asteriscuri – gradul de fiabilitate a diferențelor (4 – ridicat, 1 – scăzut). Figura din articolul discutat în natură

La paciențicare au suferit o intervenție chirurgicală pentru a elimina pancreasul bolnav, nivelul de crExos GPC1-pozitiv a fost corelat cu prezența și dimensiunea tumorii și cu durata supraviețuirii acestora.

Fig. 4. Schema de prelevare a probelor de sânge pentru izolarea exosomilor. CTT – șoareci cu model cu cancer pancreatic în curs de dezvoltare (7) și șoareci de control (6). Roșii roșii a marcat timpul de a lua sânge (săptămână). PanIN este o afecțiune precanceroasă (neoplazie intraepitelială a conductelor pancreatice), PDAC este un cancer în curs de dezvoltare. Figura din articolul în discuție) din natură

Pentru a afla cât de devreme este posibil să se determine dezvoltarea unei tumori de cancer folosind crExos GPC1-pozitiv, s-au efectuat experimente pe șoareci de model care reproduc PDAC uman. De-a lungul dezvoltării tumorii, care a inclus o condiție precanceroasă – neoplazia intraepitelială a canalelor pancreatice – sângele a fost luat de la șoareci și analizat prin crExos (Figura 4).

Fig. 5. Exosomii circulanți care transportă GPC1 pot prezice cancerul pancreatic la șoarecii de model. ordonata – Procentul de exosomi care transportă GPC1. Axa abscisa – probe de sânge de la martor (C) și șoareci experimentali (E), luate așa cum se arată în fig. 3. asteriscuri – gradul de fiabilitate a diferențelor (ridicat). Figura din articolul discutat în natură

O creștere a numărului de crExos GPC1-pozitiv a fost observată chiar și în stadiul precanceros (fig.5), mult mai devreme decât tumora în creștere ar putea fi recunoscută folosind imagistica prin rezonanță magnetică (Figura 6).

Fig. 6. Imagistica prin rezonanță magnetică a unui cancer pancreatic în curs de dezvoltare într-un șoarece model. РКТ – mouse model, control – control. Limitele tumorii sunt încrucișate linia roșie. Figura din discuția din natură

Astfel, autorii au reușit să dezvolte o metodă de diagnostic neinvazivă care să permită recunoașterea cancerului pancreatic în diverse stadii, inclusiv o afecțiune precanceroasă. Diagnosticarea prin analizarea conținutului exosomilor cancerului pulmonar și pancreatic destul de recent și independent de cercetarea în discuție a fost deja prezentată de alți autori (R. Jakobsen et al., 2015) B. Madhavan et al., 2015. Evaluarea combinată a sensibilității și specificității pentru diagnosticarea cancerului pancreatic și a biomarkerilor seroni-exosomici miRNA). Dar în aceste studii s-au folosit metode de analiză mult mai complexe și mai costisitoare decât în ​​studiul în discuție, iar probabilitatea de detectare a cancerului a fost de 75% și respectiv 93%.

O importantă inovație în activitatea discutată este găsirea unui marker GPC1 extrem de informativ asupra exosomilor care circulă în sânge. Posibilități suplimentare de diagnosticare sunt furnizate de prezența genei mutante în exosomii ARNm prezentat de autor în multe cazuri. KRASconsiderată a fi motorul dezvoltării tumorilor canceroase. Cât de aplicabilă este abordarea prezentată pentru alte forme și tipuri de cancer încă nu a fost stabilită. Deci, pentru cancerul de sân, autorii nu au reușit să obțină anumite rezultate. Simplitatea comparativă a metodei dezvoltate îi va permite să fie utilizată pentru screeningul și diagnosticarea cancerului pancreatic și, eventual, pentru alte tipuri de cancer în laboratoarele clinice bine echipate.

surse:
1) Sonia A. Melo și colab. Glypican-1 identifică cancerul precoce al cancerului pancreatic Natura. 2015. V. 523. P. 177-182.
2) Clotilde Théry. Cancer: Diagnosticare prin vezicule extracelulare // Natura. 2015. V. 523. P. 161-162. (Sinopsis populare la articolul în discuție.)

Vyacheslav Kalinin


Like this post? Please share to your friends:
Lasă un răspuns

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