นักวิจัยได้พัฒนาการตรวจเลือดที่มีความไวสูงซึ่งสามารถตรวจจับโปรตีนสำคัญที่ผลิตโดยเซลล์มะเร็งได้

นักวิจัยรายงานว่าการทดสอบดังกล่าวมีแนวโน้มว่าจะตรวจพบมะเร็งได้ในระยะเริ่มแรก

มะเร็งส่วนใหญ่เป็นอันตรายถึงชีวิตได้หากรักษาอาการไว้ต่ำ โดยไม่แสดงอาการใด ๆ จนกว่าจะรักษาได้มากเกินกว่าจะรักษาได้ มะเร็งรังไข่และมะเร็งหลอดอาหารเป็นหนึ่งในมะเร็งที่ฉาวโฉ่ที่สุดสำหรับการลุกลามของโรคเจ้าเล่ห์นี้ ซึ่งมักนำไปสู่การวินิจฉัยระยะสุดท้าย

แตกต่างจากการทดสอบมะเร็งจำนวนมากที่มีขอบเขตจำกัด มีราคาแพง หรืออาศัยการเก็บตัวอย่างเนื้อเยื่อแบบรุกราน วิธีการใหม่นี้เป็นเครื่องตรวจจับมะเร็งหลายชนิดที่มีต้นทุนต่ำ ซึ่งสามารถรับโปรตีนปากโป้งที่เรียกว่า LINE-1-ORF1p ในเลือดปริมาณเล็กน้อยภายในเวลาไม่ถึงสองชั่วโมง

Michael P. Rout หัวหน้าห้องปฏิบัติการชีววิทยาเซลล์และโครงสร้างที่มหาวิทยาลัยร็อคกี้เฟลเลอร์กล่าวว่า "การทดสอบนี้มีศักยภาพที่ก้าวล้ำในฐานะการตรวจวินิจฉัยมะเร็งที่ทำให้ถึงตายได้ตั้งแต่เนิ่นๆ" “เครื่องมือตรวจจับที่มีความไวสูงพิเศษเหล่านี้พร้อมที่จะปรับปรุงผลลัพธ์ของผู้ป่วยในรูปแบบการเปลี่ยนแปลง”

การตรวจหาตัวบ่งชี้ทางชีวภาพของมะเร็ง

การตรวจหาตัวบ่งชี้ทางชีวภาพของมะเร็งเป็นสาขาใหม่และกำลังเติบโต มีตัวบ่งชี้ทางชีวภาพอยู่จำนวนหนึ่ง แต่อาจมีข้อเสียอยู่ด้วย บางรายจำเป็นต้องได้รับการผ่าตัดชิ้นเนื้อ ส่วนคนอื่นๆ จะถูกจ้างงานเฉพาะหลังจากที่มีอาการเกิดขึ้นเท่านั้น ซึ่งอาจสายเกินไปสำหรับการแทรกแซงที่มีประสิทธิผล ส่วนใหญ่เป็นโปรตีนของมนุษย์ปกติที่มีความแปรปรวนไปจากคนสู่คน ทำให้ค่าเดียวยากต่อการตีความ และหลายรายมุ่งเป้าไปที่มะเร็งชนิดใดชนิดหนึ่ง ซึ่งทำให้ระยะของโรคแคบลง

แต่เมื่อไม่นานมานี้ ตัวชี้วัดทางชีวภาพตัวใหม่ที่สำคัญสำหรับการตรวจหาก่อนหน้านี้อาจเกิดขึ้น โปรตีนนั้นเรียกว่า LINE-1 ORF1p เป็นที่รู้จักของนักวิจัยเมื่อประมาณหนึ่งทศวรรษที่แล้ว LINE-1 คือ retrotransposon ซึ่งเป็นองค์ประกอบคล้ายไวรัสที่มีอยู่ในเซลล์ของมนุษย์ทุกเซลล์ที่ทำซ้ำผ่านกลไกการคัดลอกและวาง ส่งผลให้มีสำเนาใหม่ในตำแหน่งใหม่ในจีโนม ORF1p เป็นโปรตีนที่ผลิตได้ในระดับสูงในมะเร็ง

“ปกติ Transposons จะแสดงออกมาในรูปของอสุจิและไข่ และในระหว่างการกำเนิดเอ็มบริโอ ดังนั้นจึงมีบางสถานการณ์ที่คุณมีการแสดงออกของ transposons ที่ไม่ใช่ทางพยาธิชีววิทยา” ผู้เขียนร่วม John LaCava รองศาสตราจารย์ด้านการวิจัยที่เชี่ยวชาญด้านการวิจัย LINE-1 กล่าว “แต่ไม่เช่นนั้น 'ยีนกระโดด' เหล่านี้จะถูกปิดเสียงภายในจีโนม เพราะกิจกรรมของพวกมันสร้างความเครียดและการดูถูกเซลล์”

โดยส่วนใหญ่แล้วร่างกายจะคอยควบคุม LINE-1 ไว้

"มีกลไกหลายชั้นที่ป้องกันไม่ให้ LINE-1 แสดงและสร้าง ORF1p ดังนั้นเราจึงสามารถใช้การมีอยู่ของโปรตีนเป็นตัวแทนสำหรับเซลล์ที่ไม่แข็งแรงซึ่งไม่สามารถควบคุมการถอดเสียงของมันได้อีกต่อไป" LaCava กล่าว “คุณไม่ควรพบ ORF1p ในกระแสเลือดของคนที่มีสุขภาพแข็งแรง”

เขากล่าวว่าในช่วงห้าปีที่ผ่านมา “เป็นที่ชัดเจนว่าโปรตีนเหล่านี้มีการเพิ่มขึ้นอย่างมากในมะเร็งส่วนใหญ่” รวมถึงมะเร็งหลอดอาหาร ลำไส้ใหญ่ ปอด เต้านม ต่อมลูกหมาก รังไข่ มดลูก ที่พบบ่อยและร้ายแรงที่สุด ตับอ่อน และศีรษะและคอ

เนื่องจากเซลล์มะเร็งสร้าง ORF1p ตั้งแต่เริ่มเป็นโรค นักวิจัยจึงแสวงหาการทดสอบที่มีความละเอียดอ่อนและแม่นยำมาเป็นเวลานานเพื่อตรวจหา ORF1p ให้เร็วที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ความสามารถในการตรวจพบเชื้อในผู้ป่วยก่อนที่มะเร็งจะมีโอกาสแพร่กระจายอาจช่วยชีวิตได้

นาโนบอดีแบบกำหนดเองจากลามะ

นักวิจัยของ Rockefeller ร่วมมือกับนักวิจัยชั้นนำจาก Mass General Brigham สถาบัน Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering ที่ Harvard University และ Dana-Farber Cancer Institute พร้อมด้วยสถาบันที่เป็นพันธมิตรอื่นๆ เพื่อสร้างวิธีทดสอบที่รวดเร็วและต้นทุนต่ำที่สามารถตรวจจับ ORF1p ได้ พลาสมาซึ่งมีสัดส่วนมากกว่าครึ่งหนึ่งของเนื้อหาในเลือดมนุษย์

การศึกษาครั้งใหม่ใช้เทคโนโลยีการตรวจจับโมเลกุลเดี่ยวที่เรียกว่า Simoa ซึ่งพัฒนาโดยผู้ร่วมเขียน David Walt จาก Harvard ทีมงานร็อคกี้เฟลเลอร์ได้บริจาคนาโนบอดีแบบกำหนดเองที่ได้มาจากและออกแบบมา ลา เพื่อทำหน้าที่เป็นตัวจับรีเอเจนต์ที่ดักจับโปรตีน ORF1p และเป็นตัวตรวจสอบที่ละเอียดอ่อนในการตรวจจับ

"เราได้พัฒนารีเอเจนต์เหล่านี้ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของภารกิจของเราในการจับภาพและอธิบายความสัมพันธ์ระดับโมเลกุลของ ORF1p กับโปรตีนอื่น ๆ ในมะเร็งลำไส้ใหญ่" LaCava กล่าว “เรารู้ว่ามะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักส่วนใหญ่มีโปรตีน LINE-1 อยู่เป็นจำนวนมาก ดังนั้นเราจึงให้เหตุผลว่าปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นอาจทำให้การทำงานของเซลล์ปกติผิดปกติในลักษณะที่เป็นประโยชน์ต่อมะเร็ง การแยกอนุภาค LINE-1 ช่วยให้เราพิจารณาปฏิสัมพันธ์เหล่านี้ได้ใกล้ยิ่งขึ้น ต่อมาเป็นที่แน่ชัดว่าผู้ร่วมมือของเราที่ฮาร์วาร์ดสามารถใช้รีเอเจนต์เดียวกันสำหรับการทดสอบตัวชี้วัดทางชีวภาพที่กำลังพัฒนาได้ ดังนั้นเราจึงแบ่งปันให้พวกเขาทราบ”

นักวิจัยพบว่าการทดสอบนี้มีความแม่นยำสูงในการตรวจหา ORF1p ในตัวอย่างเลือดของผู้ป่วยมะเร็งหลายชนิด รวมถึงมะเร็งรังไข่ มะเร็งหลอดอาหาร และมะเร็งลำไส้ใหญ่ มีค่าใช้จ่ายน้อยกว่า $3 ในการผลิตและให้ผลลัพธ์ที่รวดเร็ว

Martin Taylor จากแผนกพยาธิวิทยาที่ Massachusetts General Hospital และผู้เขียนหลักของการศึกษาในวารสารดังกล่าว กล่าวว่า "เรารู้สึกตกใจมากที่การทดสอบนี้ได้ผลดีกับมะเร็งทุกประเภท" การค้นพบโรคมะเร็ง.

นักวิจัยยังได้วิเคราะห์พลาสมาของผู้ที่มีสุขภาพแข็งแรงจำนวน 400 คน ที่มีอายุระหว่าง 20-90 ปี ที่ได้บริจาคเลือดให้กับ Mass General Brigham Biobank; ORF1p ตรวจไม่พบใน 97–99% จากห้าคนที่ตรวจพบ ORF1p บุคคลที่มีระดับสูงสุดถูกพบว่าหกเดือนต่อมาเป็นมะเร็งต่อมลูกหมากขั้นสูง

การตอบสนองของการรักษาโรคมะเร็ง

การใช้วิธีทดสอบที่เป็นไปได้อีกประการหนึ่งคือการตรวจสอบว่าผู้ป่วยตอบสนองต่อการรักษาโรคมะเร็งอย่างไร หากการรักษามีประสิทธิผล ระดับ ORF1p ในเลือดของผู้ป่วยควรลดลง LaCava กล่าว ส่วนหนึ่งของการศึกษานี้ นักวิจัยได้ศึกษาผู้ป่วย 19 รายที่ได้รับการรักษามะเร็งกระเพาะอาหารและหลอดอาหาร ใน 13 คนที่ตอบสนองต่อการรักษา ระดับ ORF1p ลดลงต่ำกว่าขีดจำกัดการตรวจจับของการทดสอบ

การติดตามโปรตีนอาจรวมอยู่ในการดูแลสุขภาพตามปกติ LaCava กล่าว “ในช่วงเวลาที่มีสุขภาพดีในชีวิตของคุณ คุณสามารถวัดระดับ ORF1p เพื่อสร้างพื้นฐานได้ จากนั้นแพทย์ของคุณจะคอยจับตาดูการเพิ่มขึ้นของระดับ ORF1p ซึ่งอาจบ่งบอกถึงการเปลี่ยนแปลงในสุขภาพของคุณ แม้ว่าอาจมีความผันผวนเล็กน้อยของ ORF1p บ้าง แต่การเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วอาจเป็นสาเหตุของการสอบสวนในเชิงลึกยิ่งขึ้น”

ผลการศึกษายังแสดงให้เห็นถึงศักยภาพอันมหาศาลของรีเอเจนต์นาโนบอดี้ที่เกิดจากการศึกษาเชิงโต้ตอบ Rout กล่าว อินเทอร์แอคโทมิกส์พยายามทำความเข้าใจปฏิกิริยาไดนามิกของส่วนประกอบนับล้านในเซลล์ โดยเฉพาะโปรตีนและกรดนิวคลีอิก ปฏิกิริยาเหล่านี้ก่อให้เกิดสารเชิงซ้อนโมเลกุลขนาดใหญ่ที่ส่งข้อมูลและควบคุมพฤติกรรมของเซลล์ การเปลี่ยนแปลงที่ทำให้เกิดโรคในปฏิกิริยาเหล่านี้เป็นสาเหตุของโรคทั้งหมด

“มีความต้องการที่สำคัญสำหรับเครื่องมือที่ดีกว่ามากในการเปิดเผยและแยกแยะการโต้ตอบที่เพิ่งเริ่มต้นเท่านั้น” Rout กล่าว “เพื่อจุดประสงค์นั้น เรามักจะร่วมมือกับสถาบันอื่นๆ ในการพัฒนารีเอเจนต์ เช่น นาโนบอดีที่ได้มาจากลามะ ผลลัพธ์ที่ได้ไม่ได้เป็นเพียงเครื่องมือในการวิจัยเท่านั้น แต่ยังมีศักยภาพมหาศาลอยู่ในมือของแพทย์”

ที่มา: การศึกษาเดิม