Protein glypican-1 u eksosomima je obećavajući marker za ranu dijagnozu raka gušterače • Vyacheslav Kalinin • Znanstvena vijest o "Elementima" • Onkologija, molekularna biologija, genetika

Protein glypican-1 u eksosomima je obećavajući marker za ranu dijagnostiku raka gušterače

Sl. 1. GPC1 razlikuje rak gušterače od benigne bolesti. Egzosomi izolirani iz krvi pacijenata s karcinomom gušterače ili sa svojim prekanceroznim lezijama nose GPC1 proteoglikan koji je ugrađen u membranu. Istovremeno, u bolesnika s benignim oboljenjima gušterače, GPC1 ne prelazi normalnu razinu koja je karakteristična za zdrave donatore. Slika sa sinopsije na opisani članak upriroda

Razvijena je neinvazivna metoda za dijagnosticiranje raka gušterače, što omogućava gotovo 100% prepoznavanju bolesti u različitim fazama, uključujući i prekancerozno stanje. Princip metode sastoji se u otkrivanju eksosoma u krvi (mikročestice koje proizvode stanice raka) koje nose glypican-1 protein. Komparativna jednostavnost i učinkovitost nove metode vjerojatno će omogućiti da se koristi za screening i dijagnosticiranje raka gušterače u dobro opremljenim kliničkim laboratorijima.

Rak gušterače jedan je od najagresivnijih ljudskih karcinoma. Glavni problem je da nema pouzdanih načina za dijagnosticiranje ovog raka rano, a simptomi se pojavljuju kada je situacija već fatalna.Metode predložene za dijagnozu, relativno jednostavne i jeftine imunološke i složene i skupe, kao što su računalna tomografija i snimanje magnetske rezonancije, ne omogućavaju prepoznavanje raka u ranim stadijima bolesti ili daju puno lažno pozitivnih ili lažno negativnih rezultata. Tako je metodom enzimske imunološke analize (vidjeti ELISA, ELISA, Ing. enzimski vezanog imunosorbentnog ispitivanja, ELISA) najpoznatiji biomarker raka – CA19-9 ugljikohidratni antigen – veliki broj pacijenata ne pokazuju suvišak svojim normalnim. Istodobno, oko polovice onih bez raka pokazuju povećanu razinu CA19-9. Tomografija obično daje pouzdani rezultat samo kad tumor već dosegne značajnu veličinu.

U potrazi za pouzdanih pokazatelja za dijagnozu raka gušterače autori skrenuo pozornost na glypican-1 (GPC1) – složenog proteina iz razreda sisavaca od proteoglikana (Slika 1.). Uz ostale pet glipikanaca, GPC1 sadrži heparinsulfat. Poznato je da se u karcinomu gušterače i dojki povećava ekspresija GPC1 i stimulira reprodukciju i metastaziranje stanica raka. To jest, GPC1 je sastavni dio mehanizma za kontrolu staničnog rasta i podjele.

Budući da imunološka detekcija GPCl u plazmi kao dijagnostičke metode za rak nije bila bolja od drugih, autori su istraživali GPC1 na ekstracelularnim vezikulama – čestice veličine od 50 do 150 nm, okružene s dvoslojnom lipidnom membranom i prijenosnim stanicama i staničnim nukleinskim kiselinama. Takve čestice – egzosomi – izlučuju se u krv različitim stanicama tijela. Da bi se detektiralo GPC1 ugrađeno u lipidnu membranu, cirkulirajući eksosomi u krvi (crExos) su koncentrirani iz krvne plazme centrifugiranjem velike brzine, apsorbirani na nanočestice, inkubirani s antitijelima na GPC1 i analizirani primjenom transmisijskog elektronskog mikroskopa i protočne citometrije.

CrExos je izoliran iz krvne plazme bolesnika s karcinomom dojke ili raka pankreasnog kanala (PDAC), i, usporedbom, iz plazme zdravih donora. Koncentracija crExos u bolesnika bila je znatno veća nego kod zdravih. A ako je u posljednjem dijelu, udio crExos pozitivnih za GPC1 bio 0,3-4,7% (prosječno 2,3%), kod pacijenata s rakom dojke bio je veći od kontrole u 75% slučajeva, au karcinomu gušterače bio je u svih 190 ispitanih bolesnika (Slika 2).Tako je postojala jaka povezanost između crExos, GPC1 pozitivnog i karcinoma, posebno u slučaju PDAC.

Sl. 2. Cirkulirajući eksosomi koji nose GPC1 kao neinvazivni marker za rak pankreasa. Abscissa osi – zdravi donatori (zdravi), pacijenti s karcinomom dojke (rak dojke) i pacijenti s karcinomom gušterače (PDAC). ordinata – postotak egzosoma koji nose GPC1. zvjezdice – stupanj pouzdanosti razlika (visoka). Slika iz raspravljanog članka u priroda

Nadalje, crExos je proučavan u bolesnika s benignim bolestima pankreasa i neoplastijama (neoplazmi) koji prethode karcinomu. U benignim bolestima, udio GPC1-pozitivnih crExos nije prekoračio onaj u kontrolama. U slučajevima prekursora raka – intraepitelne neoplazije gušterače – značajno je veći (Slika 3).

Sl. 3. Postotak egzosoma koji nose GPC1 u zdravih donora (zdravih donora), pacijenata s benignim oboljenjima (BPD) i raka s PDAC-om gušterače. ordinata – postotak egzosoma koji nose GPC1. zvjezdice – stupanj pouzdanosti razlika (4 – visoka, 1 – niska). Slika iz raspravljanog članka u priroda

U bolesnikakoji su podvrgnuti operaciji uklanjanja oboljelog pankreasa, razina GPC1-pozitivnih crExos korelira se s prisutnošću i veličinom tumora i trajanjem opstanka.

Sl. 4. Shema za uzimanje uzoraka krvi za izolaciju egzosoma. CTT model miševa s razvijenim rakom gušterače (7) i kontrolnim miševima (6). Crvene crtice označio je vrijeme uzimanja krvi (tjedan). PanIN je predkancerozno stanje (intraepitelna neoplazija kanala gušterače), PDAC je rak u razvoju. Slika iz članka koji se raspravlja) u priroda

Kako bi se ustanovilo koliko je ranije moguće odrediti razvoj tumorskog tumora pomoću GPC1-pozitivnih crExos, eksperimenti su izvedeni na miševima koji su reproduktirali ljudski PDAC. Tijekom razvoja tumora koji je uključivao prekancerozno stanje – intraepitelnu neoplaziju pankreških kanala – krv je uzeta iz miševa i analizirana pomoću crExos (Slika 4).

Sl. 5. Cirkulirajući eksosomi koji nose GPC1 mogu predvidjeti rak gušterače u modelnim miševima. ordinata – postotak egzosoma koji nose GPC1. Abscissa osi – uzorci krvi iz kontrolne (C) i eksperimentalne miševe (E), uzeti kao što je prikazano na sl. 3. zvjezdice – stupanj pouzdanosti razlika (visoka). Slika iz raspravljanog članka u priroda

Povećanje broja GPC1-pozitivnih crExos je primijećeno čak i u prekanceroznoj fazi (Slika 5), ​​mnogo ranije nego što se rastući tumor može prepoznati pomoću magnetske rezonancije (Slika 6).

Sl. 6. Slika magnetske rezonancije raka gušterače u razvoju u modelu miša. MKD – model miš, kontrola – kontrola. Granice tumora su zaokružene crvena crta, Slika iz rasprave u priroda

Tako su autori uspjeli razviti neinvazivnu dijagnostičku metodu koja omogućuje prepoznavanje raka gušterače u različitim fazama, uključujući i prekancerozno stanje. Dijagnostika analizirajući sadržaj eksozoma raka pluća i gušterače vrlo nedavno i neovisno o istraživanju u raspravi već su predstavili drugi autori (R. Jakobsen et al., 2015.) B. Madhavan et al., 2015. Kombinirana procjena osjetljivosti i specifičnosti za dijagnosticiranje raka gušterače i biomarkera seruma-eksosoma miRNA). No, u tim su studijama korištene metode analize koje su bile puno složenije i skuplje nego u ispitivanju koja se razmatra, a vjerojatnost otkrivanja raka bila je 75% i 93%.

Važna inovacija u radu koji se raspravlja jest pronalaženje visoko informativnog markera GPC1 na eksosomima koji cirkuliraju u krvi. Dodatne mogućnosti za dijagnostiku osiguravaju prisustvo mutantnog gena u eksozomima mRNA koje autori pokazuju u mnogim slučajevima. KRASsmatra se pokretačem razvoja tumorskih tumora. Koliko je primijenjeno pristup za druge oblike i vrste raka tek treba uspostaviti. Dakle, za rak dojke, autori nisu uspjeli dobiti određene rezultate. Komparativna jednostavnost razvijenog postupka omogućit će ga da se koristi za screening i dijagnosticiranje raka gušterače, a potom i drugih karcinoma u dobro opremljenim kliničkim laboratorijima.

izvori:
1) Sonia A. Melo i sur. Glypican-1 identificira rak raka gušterače gušterače // Priroda. 2015. V. 523. P. 177-182.
2) Clotilde Théry. Rak: Dijagnoza ekstracelularnih mjehurića // Priroda. 2015. V. 523. P. 161-162. (Popularna sinopsis na članak koji se raspravlja.)

Vjačeslav Kalinin


Like this post? Please share to your friends:

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