Naukowcy z Washington State University i Johns Hopkins Medical School odkryli szybki, nieinwazyjny sposób, który może doprowadzić do wczesnego wykrywania raka jelita grubego. Stosując ultraczułą technologię high-speed, naukowcy zidentyfikowali zestaw cząsteczek w kale myszy, które oznaczają obecność przedrakowych polipów. Ten „metaboliczny odcisk palca" pasuje do zmian w mysich i ludzkich tkankach nowotworowych okrężnicy i sugeruje potencjalne nowe narzędzie diagnostyczne dla wczesnego wykrywania raka jelita grubego w warunkach klinicznych. Odkrycia zostały opublikowane w Journal of Proteome Research.

Poszukiwanie lepszych metod przesiewowych

Rak jelita grubego jest drugim najczęstszym nowotworem na świecie, a także drugą co do częstości przyczyną zgonów na nowotwory w ogólnej polskiej populacji w 2015r. Chociaż wczesne wykrywanie jest kluczem do skutecznego leczenia, większość badań przesiewowych ma ograniczenia w możliwościach diagnostycznych i łatwości stosowania. Na przykład kolonoskopia jest znana ze swojej skuteczności i możliwości interwencji zabiegowych (usuwanie polipów), ale jest kosztowna i trudna do przyjęcia dla wielu ludzi, którzy w przeciwnym razie mogliby przejść mniej inwazyjne testy.

Zmniejszenie inwazyjności tej procedury mogłoby przynieść dużo korzyści. Więcej ludzi będzie skłonnych dostarczyć próbki kału niż poddać się biopsji przez kolonoskopię. Ponadto kolonoskopia sięga tylko na ograniczoną odległość jelita, przez co może omijać niektóre polipy. „Nasz nowy test pozwoli zdiagnozować raka występującego w całej okrężnicy," twierdzą naukowcy.

W poszukiwaniu raka

Autorzy badania doszukali się molekularnego „odcisku palca" w raku jelita grubego dzięki zastosowaniu szczególnej technologii - spektrometrii ruchliwości masy jonów (ion mobility-mass spectrometry, IMMS). IMMS jest jednym z urządzeń sensorycznych stosowanych do detekcji narkotyków, chemicznych środków bojowych i materiałów wybuchowych na lotniskach. W tym przypadku IMMS jest połączony z ultra wydajną chromatografią cieczową.

Najpierw badacze zidentyfikowali produkty przemiany materii prawidłowej tkanki okrężnicy u ludzi i myszy. IMMS może mierzyć setki metabolitów jednocześnie, takich jak enzymy, tłuszcze, glukoza i aminokwasy. Następnie porównali ten prawidłowy profil metaboliczny z profilem tkanek nowotworowych okrężnicy ludzi i poszukiwali myszy z polipami jelitowymi, które są podobne do ludzkich.

W obu przypadkach naukowcy odkryli, że rak okrężnicy powoduje znaczne zmiany metabolizmu tłuszczu, zarówno lipidów jak i kwasów tłuszczowych. Nieprawidłowości te tworzą tak zwany „odcisk cząsteczkowy”, który jest podobny u ludzi i myszy.

Zmiany diagnostyczne w kale

Następnie badano odchody transgenicznych i kontrolnych myszy, aby zobaczyć, czy molekularny odcisk nowotworu jelita można znaleźć także w kale. I rzeczywiście, IMMS wykrył wiele podobnych zaburzeń metabolicznych obserwowanych na tkankach, które można było wyraźnie odróżnić w próbkach od zdrowych myszy i tych z rakiem jelita grubego.

„Kał nie był dokładnie tym samym co próbki tkanek, ale ma wiele podobieństw. Odkryliśmy zmiany w profilu lipidów i kwasów tłuszczowych, jak również zmiany w składzie aminokwasów." Zmiany były widoczne najbardziej w składzie lizofosfolipidów, jednej z klas tłuszczów. Znany tego typu lipidów są istotne w rozwoju nowotworów i są szczególnie związane z rakiem jelita grubego.

Wszystko to zachęca naukowców do poszukiwania bardziej przyjaznych dla pacjenta sposobów diagnozowania raka jelita grubego we wczesnym stadium.

System wczesnego ostrzegania

„Korzyścią z wczesnego wykrywania jest to, że można zdiagnozować raka w stadium wyleczalnym dostępnymi metodami, przed przerzutami do innych części ciała. Nasze wyniki stanowią etap zerowy raka w stadium polipa, czyli wykrycie tak wcześnie, jak jest to możliwe. Największą zaletą jest możliwość wykrycia nieprawidłowości w stolcu. To może prowadzić do nieinwazyjnej, bardziej kompleksowej metody wczesnej diagnostyki raka jelita grubego, ale potrzeba wielu badań, zanim będzie można to właściwie zrealizować", twierdzą naukowcy.

Następnym krokiem będzie ocena próbek kału człowieka, czy zawierają „odciski molekularne" raka okrężnicy i odbytnicy. Sprzęt laboratoryjny potrzebny do prowadzenia tych badań diagnostycznych jest już dostępny w sprzedaży w USA.

Więcej: sciencedaily.com