Mikor lesz kimutatható a vérből a rák?

Artwork of t-lymphocytes attacking cancer cells.

A rákos megbetegedések gyógyításának egyik legfontosabb feltétele a tumorok megjelenésének, vagy kiújulásának lehető leghamarabbi felfedezése. Ehhez járulhat hozzá egy új módszer, amely a vérben keringő mutáns DNS-en keresztül vizsgálná a daganatok természetét.

A jelenlegi rákdiagnosztika hátrányai

A rákdiagnosztikában használt leggyakoribb eljárás a biopsziás mintavétel. Ennek során vizsgálat céljából a testből (jelen esetben a daganatból) sejteket, illetve szöveteket távolítanak el, majd ezeket a mintákat mikroszkóppal vagy molekuláris biológiai technikákkal vizsgálják. Az eljárás nem fájdalommentes, ráadásul az elmúlt időszakban egyre több bizonyíték gyűlt össze azzal kapcsolatban, hogy nem ad teljes képet a tumorok valódi természetéről.

Az utóbbi évek kutatásaiból ugyanis kiderült, hogy még egyetlen daganat sejtjeiben is különböző mutációk halmozódhatnak fel, amelyek együttesen járulnak hozzá a tumor fejlődéséhez. Charles Swanton, a University College London onkológusa még 2012-ben szembesült ezzel a problémával. Négy veserákkal küzdő betegtől vettek mintákat az elsődleges daganat különböző részeiből, és a test más helyein áttéteket képező másodlagos tumorokból.

Az eredmény valósággal megrázta a kutatókat: egyetlen daganaton belül a genetikai mutációk kétharmada eltért egymástól, ráadásul további különböző génhibákat találtak, amikor a másodlagos tumorokat vizsgálták. Mindez arra döbbentette rá az orvosokat, hogy ha a daganatnak csupán egyetlen helyéről vesznek mintát, az nem fog teljes képet adni a rák genetikai hátteréről.

A biopsziás vizsgálat tehát olyan, mintha egy nemzet viselkedését akarnánk nyomon követni egyetlen város utcájának vizsgálatával – emelték ki a kutatók. Egyetlen sejt-, vagy szövetminta tanulmányozásával olyan mutációk szalaszthatók el, amelyek alapvetően befolyásolhatják a páciens esélyét a túlélésre.

Bár abban egyetértenek a szakemberek, hogy biopsziával sokszor lehet információkat szerezni olyan mutációkról, amik a terápia szempontjából fontosak, de ezek az adatok statikusak, és a tumor fejlődésével idővel elavulttá válhatnak.

Keringő-tumor DNS

A biopsziás vizsgálat hátrányainak kiküszöbölése céljából a kutatók egy olyan módszert találtak, amivel akár egyetlen csepp vérből pontosabb, követhetőbb képet lehet kapni a rákbetegséggel küzdő beteg állapotáról - írja a Nature News.

Amikor az egészséges vagy a rákos sejtek elpusztulnak, genetikai állományuk egy része a véráramba kerül. Egy egészséges szervezetben ezt a törmeléket a „takarítói sejtek” (például a makrofágok) képesek eltüntetni.

A tumorok nagysága és a rákos sejtek osztódásának gyorsasága kifoghat a takarító sejteken, amelyek nem képesek hatékonyan elvégezni a feladatukat Forrás: AFP

Más a helyzet, ha egy daganat van jelen. A ráksejtek osztódásának gyorsasága kifoghat ezeken a takarító sejteken, amelyek nem képesek elvégezni a feladatukat. Ez ahhoz vezet, hogy a rákos sejtek megsemmisülését követően apró örökítőanyag-maradványok, úgynevezett keringő tumor-DNS-ek (ctDNS) maradnak a vérben. A tumor-DNS jelenléte tehát egyértelműen kimutatja a daganat jelenlétét a szervezetben. Ráadásul a tumor-DNS ugyanazokat a genetikai jellemzőket mutatja, mint a daganat, amelyből származik, így könnyebben megkülönböztethetők az egészséges sejtek DNS-től.

Az ismeret birtokában a kutatók kezébe komoly fegyver kerülhet. Ha ugyanis a szakemberek a keringő tumor-DNS precíz méréséhez szükséges technológiát kidolgozzák, az eddigieknél pontosabb képet lehet majd kapni a rákos daganat természetéről, valamint hatékonyabban lehet kiválasztani a megfelelő kezelést.

Nem teljesen új felfedezés

A felfedezés nem számít teljesen újnak. Tudósok egy csoportja már 1948-ban beszámolt arról, hogy bizonyos mennyiségű DNS található a vérben. Később, 1977-ben mutatták ki, hogy rákos betegek vérében különösen nagy mennyiségben van jelen örökítőanyag. Tizenhét évvel később kiderült, hogy ezek a vérben található DNS-maradványok mutációkat hordoznak, ami bizonyítékul szolgált arra, hogy valószínűleg tumorból származhatnak.

A vérben keringő DNS első gyakorlati felhasználása azonban mégsem az onkológusoktól származik. Dennis Lo kínai patológus professzor azzal érvelt, hogy ha a rákos daganatok képesek a vért DNS-el elárasztani, akkor ezt a magzatok is képesek véghezvinni. Elméletét 1997-ben sikerült igazolnia, amikor fiúgyermeket váró terhes anyák vérében magzati Y kromoszómákat mutatott ki. Az új eljárással nem csak a gyermek nemét lehetett előre megjósolni, de fel lehetett tárni időben olyan magzati fejlődési rendellenességeket is, mint például a Down-szindróma.

A rák nem ilyen egyszerű

Bármennyire is lelkesítőnek tűnnek az eredmények, a kutatók józanságra intenek. Ennek oka, hogy ellentétben a magzati örökítőanyaggal, a tumor-DNS sokkal kisebb mennyiségben van jelen a vérben, emiatt pedig sokkal nehezebb kimutatni. Bár előrehaladott rákkal küzdő betegeknél a vérben található örökítőanyag nagy részét már a daganatból származó DNS teszi ki, a betegség korai stádiumában lévő beteg vérében a tumor-DNS még alig, vagy egyáltalán nem mutatható ki.

Szerencsére egyre fejlettebb technológiai megoldások látnak napvilágot. Egy ilyen technika az úgynevezett BEAMing nevű eljárás. A BEAMing mágnes segítségével megköti a vérben keringő DNS-t, így az vizsgálhatóvá válik.

A BEAMing technológiát kísérleti jelleggel 2007-ben próbálták ki. Összesen tizennyolc bélrákkal küzdő embert vizsgáltak vele. Műtétet követően a tanulmányozott személyek vérében keringő tumor-DNS szintje kilencvenkilenc százalékkal visszaesett, a legtöbb esetben azonban minimális mértékben továbbra is kimutatható maradt a daganat örökítőanyaga. Ez utóbbiaknál - egy személy kivételével - a daganat újra kialakult, míg azoknál, akiknél nem volt egyáltalán kimutatható a daganat DNS-e a vérben nem tért vissza a betegség.

Az eredmények alapján tehát a ctDNS meg tudja mondani, hogy egy páciens szervezete reagált-e a kezelésre, vagy szükség van-e további kemoterápiára. A kutatók a módszert alkalmazva hasonló eredményre jutottak más ráktípusoknál (többek között hasnyálmirigyráknál, májráknál és gyomorráknál) is. Az egyetlen kivételt az agydaganatok jelentették, ugyanis a vér-agy gát megakadályozza, hogy a tumor-DNS a véráramba jusson.

Jobbak, mint a fehérjék

Onkológusok a rákos sejtekben megtalálható fehérjék segítségével igyekeznek diagnosztizálni a betegségeket, és nyomon követni az alkalmazott terápia hatékonyságát. Például a prosztataspecifikus antigén (a prosztatában termelődő fehérje) szintjének emelkedése árulkodhat a prosztatarák kialakulásáról, és több másfajta betegségről. Éppen ez utóbbi miatt nem teljesen megbízható a módszer, hiszen gyakran ad fals eredményeket.

Forrás: AFP

A vérben keringő tumor-DNS-t ezzel szemben azok a genetikai mutációk határozzák meg, amik kifejezetten az adott rákos sejtekre jellemzőek, így ezek vizsgálatával nagyobb eséllyel kerülhetők el a félrediagnosztizálások. Ráadásul amíg a rákos sejtekből származó fehérjék hetekig a vérben maradnak, addig a ctDNS élettartama kevesebb, mint két óra. Ez azért fontos, mert a sűrűbben frissülő tumor-DNS-sel pontosabban meghatározható a daganat aktuális állapota.

A Johns Hopkins Egyetem és a Cambridge kutatói azt is megállapították, hogy a keringő tumor-DNS sokkal érzékenyebb biológiai jelzőanyag a fehérjéknél, ha mell- vagy bélrákot vizsgálnak vele, valamint sokkal hatékonyabb a daganat eltűnésének, terjedésének és kiújulásának követésében.

Messze még az orvosi alkalmazás

Az ígéretes remények ellenére a vérben keringő tumor-DNS még várhatóan hosszú ideig nem fog szerepet kapni a rákdiagnosztikában. Ennek két fő oka van.

Ahogyan azt már korábban említettük, a vérben keringő tumor-DNS szintje a rák stádiumától függ: minél előrehaladottabb állapotban van a betegség, annál nagyobb mennyiségben található meg a vérben a daganat DNS-e. A jelenleg rendelkezésre álló eszközökkel elsősorban ezeknek a betegeknek az állapotát tudnák nyomon követni. A rák sikeres gyógyításának legfontosabb feltétele azonban a daganat lehető legkorábbi felismerése, így érzékenyebb diagnosztikai készülékekre van szükség.

A legnagyobb problémát mégsem ez jelenti. A sikeres diagnosztizáláshoz tudni kell, hogy az adott daganat milyen genetikai mutációt hordoz. Ha ez a feltétel nem teljesül, akkor a kutatók csak azt látják, hogy a véráramban jelen van bizonyos mennyiségű tumor-DNS, amely valamilyen ismeretlen eredetű rákos megbetegedésre utal. A tumor mutációinak legbiztosabb meghatározására jelenleg a hagyományos biopsziás mintavétellel van lehetőség.