Flytende biopsi med RNA-modifikasjonsanalyse oppdager tidlig stadium av kolorektal kreft med 95 % nøyaktighet

Flytende biopsier er tester som ser etter tegn på kreft ved hjelp av en enkel blodprøve. I motsetning til tradisjonelle biopsier, som krever fjerning av et vevsstykke, ser en flytende biopsi vanligvis etter mutasjoner, eller endringer i modifikasjoner, i DNA-fragmenter fra kreftceller som sirkulerer i blodet.

Selv om flytende biopsier representerer en lovende, ikke-invasiv måte å oppdage og overvåke kreft etter hvert som den utvikler seg, er de ikke like følsomme og nøyaktige i de tidlige stadiene av sykdommen.

Forskere ved University of Chicago har utviklet en mer sensitiv flytende biopsitest som bruker RNA i stedet for DNA for å oppdage kreft.

Ved å bruke blodprøver fra pasienter med kolorektal kreft kunne testen oppdage de tidligste stadiene av sykdommen med 95 % nøyaktighet, noe som overgikk eksisterende kommersielle ikke-invasive testmetoder betydelig.

Vanskeligheter med tidlig diagnose

Når tumorceller dør, brytes de opp og frigjør biter av genetisk materiale i blodet. Standard flytende biopsier er avhengige av dette flytende DNA-et, kalt sirkulerende cellefritt DNA (cfDNA), for å oppdage kreft.

I de tidlige stadiene av sykdommen, når tumorcellene fortsatt vokser og multipliserer aktivt, er det imidlertid svært lite cfDNA i blodet.

«Dette har vært et stort problem for tidlig oppdagelse. Det er rett og slett ikke nok tumor-DNA i blodet», sa Chuan He, PhD, Distinguished Professor of Chemistry og professor i biokjemi og molekylærbiologi ved University of Chicago.
«Dette har vært et problem for oss alle når det gjelder å oppdage kolorektal kreft tidlig, så vi bestemte oss for å bruke RNA i stedet.»

Dr. He er seniorforfatter av studien «Modifications of microbiome-derived cell-free RNA in plasma discriminates colorectal cancer samples», publisert i Nature Biotechnology.

Hvorfor RNA?

RNA er en mellomliggende form for genetisk kode som kopierer og utfører instruksjonene fra DNA for å lage proteinene som cellene trenger. RNA-testing er en god indikator på genaktivitet fordi tilstedeværelsen av RNA betyr at cellene aktivt jobber og bygger proteiner.

For den nye studien begynte doktorgradsstudentene Cheng-Wei Ju og Li-Sheng Zhang, en tidligere postdoktor i He's lab (nå professor ved Hong Kong University of Science and Technology), å undersøke muligheten for å bruke sirkulerende cellefritt RNA (cfRNA) i stedet for cfDNA for kreftdiagnose og -deteksjon.

Studerer mikrobiomet

Studien viste at vi ikke bare kunne måle cfRNA-modifikasjoner fra menneskeceller, men vi kunne også oppdage RNA fra tarmmikrober. Milliarder av bakterier sameksisterer med oss i fordøyelsessystemet vårt, og aktiviteten deres endrer seg også i nærvær av kreft.

«Vi fant ut at RNA-et som ble frigjort av mikrober hadde betydelige forskjeller mellom kreftpasienter og friske mennesker», sa Dr. He.
«I tarmen, når en svulst begynner å vokse, omorganiserer det nærliggende mikrobiomet seg som respons på betennelse, og dette påvirker de omkringliggende mikrobene.»

Mikrobiompopulasjonen fornyes mye raskere enn menneskeceller, med flere celler som dør og frigjør RNA-fragmenter i blodet. Dette betyr at en test som måler modifikasjoner i mikrobielt RNA kan oppdage potensiell tumoraktivitet mye tidligere enn tester basert på humant tumorcelle-DNA.

Resultater

• Eksisterende kommersielle tester som måler DNA eller RNA i avføring er omtrent 90 % nøyaktige ved kreft i sent stadium, men nøyaktigheten faller under 50 % i tidlige stadier.

• En ny test basert på RNA-modifikasjoner viste nesten 95 % nøyaktighet totalt sett, inkludert høy nøyaktighet i de tidligste stadiene av kreft.

«Dette er første gang RNA-modifikasjoner har blitt brukt som en potensiell biomarkør for kreft, og det har vist seg å være mye mer pålitelig og følsomt enn å måle RNA-nivåer», sa Dr. He.
«Muligheten til å oppdage kreft i disse tidlige stadiene er enestående.»