Назад
Новая методика, позволяющая проследить, из каких тканей и органов происходит ДНК в нашей крови, опубликована в журнале eLife.
В статье описан метод GETMap, который может быть использован при пренатальном скрининге, для мониторинга отторжения трансплантации органов или для ранней диагностики раковых заболеваний.
"Анализ циркулирующей свободной ДНК оказался полезным методом скрининга на ранние бессимптомные раковые заболевания", - объясняет первый автор Вакси Гай. "Поскольку связанные с раком изменения ДНК присутствуют при широком диапазоне типов онкологических заболеваний, выявление таких изменений может быть использовано в качестве универсального теста на скрытые виды рака. Тем не менее, у пациентов с положительным результатом теста все равно необходимо провести дополнительные тесты, чтобы определить местоположение опухоли, например, позитронно-эмиссионную томографию всего тела или ПЭТ-сканирование".
Для решения этой проблемы группа разработала тест, который ищет генетические различия, а также эпигенетические изменения ДНК (изменения, которые не влияют на последовательности ДНК), известные как метилирование. ДНК в наших клетках имеет уникальный метилирующий "отпечаток пальца" (фингерпринт). Сравнение фингерпринтов метилирования различных генетических типов молекул ДНК, циркулирующих в крови, например, молекул плода, пересаженного органа или опухоли и различных тканей позволяет определить происхождение молекул ДНК.
Сначала исследователи проверили этот метод у беременных женщин, где они знали, что ДНК в крови будет включать в себя ДНК матери, плода или обоих. Как и ожидалось, GETMap обнаружил, что ДНК, содержащая специфические для плода генетические маркеры, содержит признаки метилирования исключительно из плаценты. С другой стороны, молекулы ДНК, несущие специфические для матери генетические маркеры, содержали признаки метилирования из лейкоцитов. Молекулы ДНК, несущие генетические маркеры, общие для матери и плода, были получены из обеих тканей.
Через 72 часа после трансплантации только 17% циркулирующей ДНК было из легких по сравнению с 78% из клеток крови. Такой удивительно высокий клеток крови, скорее всего, был обусловлен высвобождением ДНК из клеток крови в кровеносных сосудах пересаженного легкого. Со временем количество циркулирующей ДНК из легкого увеличивалось, а количество клеток крови уменьшалось. Также оказалось, что в крови пациентов, чье новое легкое отторгалось, было больше донорской ДНК легких по сравнению с пациентами, которым была проведена успешная трансплантация.
Группа также проверила, может ли GETMap обнаружить происхождение опухолевой ДНК в крови. У двух пациентов с раком печени они обнаружили, что 90% и 87% ДНК плазмы, несущей мутации, происходит из печени. Для проверки этого им необходимо было знать, какие именно мутации опухоли они ищут, опухолевая ткань не всегда доступна, если ее местонахождение неизвестно. Поэтому группа попыталась использовать фингерпринты метилирования для выявления мутаций рака непосредственно из ДНК крови, а не из опухолевой ткани. Несмотря на то, что было обнаружено меньше мутаций, печень все же была правильно идентифицирована как источник молекул опухолевого происхождения. Это говорит о том, что GETMap мог бы помочь выявить ткани и расположение скрытых раковых образований у людей, имеющих опухолевые маркеры в крови.
Наконец, они проверили эффективность методики GETMap у женщины, у которой во время беременности развилась лимфома. В данном случае они смогли отличить эмбриональные гены из плаценты, от опухолевых генов, происходящих исключительно из семейства лейкоцитов, которые были связаны с клеточным типом лимфомы.
"Мы показали мощную синергию между генетическим и эпигенетическим подходами для определения происхождения циркулирующей ДНК в крови и продемонстрировали ее потенциальное применение в скрининге рака, пренатальном тестировании и мониторинге трансплантации органов", - говорит Гай. "Наш метод мог бы приблизить нас к разработке анализа крови на универсальный раковый маркер, позволяя более целенаправленно проводить последующие тесты в конкретных органах".
