Назад
По данным нового исследования, проведенного учеными Онкологического центра Джона Хопкинса, можно определить наличие агрессивной опухоли мозга у детей, изучив их спинномозговую жидкость.
Сравнивая образцы спинномозговой жидкости 40 пациентов с медуллобластомой - наиболее распространенной злокачественной опухолью мозга у детей, составляющей от 10% до 15% педиатрических опухолей центральной нервной системы - и 11 здоровых детей без этого заболевания, исследователи выявили 110 генов, 10 типов РНК, 14 липидов и несколько метаболитов, которые экспрессировались по-разному в обеих группах. Хотя эти данные не были достаточно специфичными, чтобы различать четыре подтипа медуллобластомы, они могут быть использованы для обнаружения рака. Исследование было опубликовано в журнале Acta Neuropathologica Communications.
"Мы считаем, что это первый комплексный, интегрированный молекулярный анализ спинномозговой жидкости у пациентов с медуллобластомой",
- говорит старший автор исследования Ранджан Перера. "Наше исследование является доказательством того, что все три молекулярных подхода - изучение РНК, липидов и метаболитов - могут быть успешно применены к образцам спинномозговой жидкости не только для дифференциации пациентов с медуллобластомой от лиц без заболевания, но и для получения новых сведений о патобиологии заболевания", - добавляет он. "Эта работа предоставляет данные о новых биомаркерах для выявления и отслеживания медуллобластомы, которые очень нужны для улучшения результатов лечения пациентов. Наша работа также создает теоретическую основу для изучения подобных биомаркеров для других видов рака мозга и других неврологических заболеваний".
Современная диагностика основана на клинической оценке, визуализации и биопсии опухолевой ткани. По словам Переры, существует неудовлетворенная потребность в чувствительных диагностических тестах для выявления заболевания на начальной стадии и особенно при любых рецидивах, поскольку рецидивы не всегда видны на магнитно-резонансной томографии (МРТ).
Жидкостная биопсия - молекулярный анализ биологических жидкостей - это минимально инвазивный метод, который обещает стать перспективным для выявления и мониторинга заболевания путем измерения циркулирующих опухолевых клеток, ДНК, РНК и других веществ в образцах мочи, спинномозговой жидкости и крови. Поскольку спинномозговая жидкость омывает головной и спинной мозг, то, по словам Переры, этот метод рассматривается как способ получения информации об опухолях, возникающих в центральной нервной системе и распространяющихся в этой жидкости.
В ходе исследования Перера и его коллеги использовали методы секвенирования генов, метаболического и липидного профилирования для выявления различий в РНК, метаболитах и липидах в образцах спинномозговой жидкости пациентов с медуллобластомой и здоровых людей. По словам Переры, у пациентов с медуллобластомой был обнаружен уникальный метаболический и липидный ландшафт РНК в спинномозговой жидкости, который может быть полезен для диагностики и мониторинга, и который отражает биологические изменения, соответствующие присутствию медуллобластомы в центральной нервной системе. Профили метаболитов и липидов содержали показатели опухолевой гипоксии - состояния, при котором опухолевые клетки были лишены кислорода.
Для подтверждения полученных результатов необходимы дополнительные исследования на более крупных группах пациентов, говорит Перера. Анализ позволяет выявить несколько биомаркеров, которые требуют дальнейшего изучения.
Bongyong Lee et al. В спинномозговой жидкости медуллобластомы обнаружены метаболиты и липиды, указывающие на гипоксию, и раково-специфические РНК (аннотация).
Медуллобластома (МБ) является наиболее распространенной злокачественной опухолью головного мозга у детей. Остается неудовлетворенной потребность в диагностике для эффективного выявления заболевания, особенно рецидивов. Цереброспинальная жидкость (ЦСЖ) оькрывает окно в центральную нервную систему, а жидкостная биопсия ЦСЖ может стать относительно неинвазивным средством диагностики заболевания. До сих пор не проводился комплексный анализ транскриптомных, метаболомных и липидомных изменений, происходящих в ЦСЖ детей с МБ. Образцы ЦСЖ пациентов с МБ (n = 40) или без него (n = 11, без рака) были подвергнуты РНК-секвенированию и масс-спектрометрии высокого разрешения для определения профилей РНК, метаболитов и липидов. Дифференциально экспрессированные транскрипты, метаболиты и липиды были идентифицированы, а их биологическая значимость оценена с помощью анализа. Пакет многомерного анализа DIABLO (R пакет mixOmics) был использован для интеграции молекулярных изменений, характеризующих ЦСЖ пациентов с МБ.
Дифференциально экспрессированные транскрипты, метаболиты и липиды в ЦСЖ дискриминировали наличие МБ, но не определяли точный молекулярный подтип. Сто десять генов и десять циркулярных РНК были дифференциально экспрессированы в ЦСЖ МБ по сравнению с нормой, представляя сигналы TGF-β, сигналы TNF-α через NF-kB и пути адипогенеза. Цикл трикарбоновых кислот и другие метаболиты (малат, фумарат, сукцинат, α-кетоглутарат, гидроксипируват, N-ацетил-аспартат) и общее количество триацилглицеринов были значительно повышены в ЦСЖ МБ по сравнению с нормальной ЦСЖ. Хотя разделение МБ на подгруппы с помощью транскриптомных, метаболомных и липидных сигнатур в ЦСЖ было непростой задачей, нам удалось выявить группу омических сигнатур, которые позволили дифференцировать рак от нормальной ЦСЖ. Метаболические и липидомические профили содержали показатели гипоксии опухоли.
Наш подход позволяет выявить несколько сигнатур-кандидатов, которые заслуживают дальнейшего подтверждения, включая новую циркулярную РНК circ_463, и понять влияние МБ на микросреду ЦСЖ.
