Диагностировать рак можно по анализу крови
Болеющие клетки питаются и живут не так, как здоровые соседи. И выбрасывать в кровь они должны другие продукты. По этим продуктам ученые и предложили диагностировать онкологические болезни.
В базах данных PRIDE, PeptideAtlas и Peptidome собрано более восьми тысяч человеческих белков. Многие из них считаются «мусором». Хотя, порывшись в такой «помойке», можно найти много на первый взгляд незаметных, но ценных молекул.
Мусор в крови
Сыворотка крови – наиболее подходящий пример «драгоценной помойки», в которой можно обнаружить биомаркеры аутоиммунных, онкологических и инфекционных заболеваний. Причем, не всегда удается найти собственно вирусный белок, который может служить индикатором воспаления. Зато в крови всегда присутствуют продукты распада умирающих клеток или специфические соединения, характерные для метаболизма нездоровых тканей. Небольшие и немногочисленные молекулы не всегда возможно обнаружить в свободном состоянии. Они как пыль, которая присутствует на любой поверхности, но становится заметной, лишь если ее соберут влажной тряпкой.
В организме животных тоже есть такие «тряпки» -- молекулы sHLA (soluble human leucocyte antigens), которые попадают в кровь из клетки. Вообще-то человеческие антигены (HLA) расположены на каждой клеточной мембране. Они похожи на антенки и участвуют в распознавании чужеродных клеток и инфекции. Полипептидный состав молекул HLA зависит от того, какие белки присутствуют внутри той клетки, снаружи которой расположена молекула. Если метаболизм клетки изменен, то она синтезирует «болезненные» соединения, и они сразу же появляются на поверхности мембраны, а после часть из них -- sHLA -- в плазме. В этом смысле sHLA и есть та самая «тряпка», которая собирает «пыль» внутри клетки и выбрасывает ее в кровь.
Ранее ученые предлагали использовать для выявления особенностей метаболизма раковых клеток антигены, сидящие на клеточных мембранах . При этом многие исследователи отмечали, что при аллергических реакциях, аутоиммунных, вирусных и онкологических заболеваниях количество специфичных sHLA в крови увеличивается. Понятно, что чем больше клеток болеет, тем концентрация необычных sHLA выше. Поэтому ученые предложили использовать уровень sHLA как маркер для неблагоприятного прогноза протекающего заболевания.
Не мусор, а биомаркер
Израильские ученые под руководством Мишеля Бассани-Стернберга (Michal Bassani Sternberg) из Техниона -- Израильского технологического института (Techion-Israel Institute of Technology) предложили и протестировали принципиально новый подход к использованию молекул sHLA.
Авторы методики считают, что по специфичным белкам можно не только прогнозировать неблагоприятный исход болезни, но и диагностировать онкологические заболевания. Правда, для этого необходимо составить полную базу данных белков, которые попадают в кровь от больных клеток.
Пилотное исследование Мишель Бассани-Стернберг провел на крови пациентов, больных множественной миеломой, острой миелоидной лейкемией и острой лимфобластной лейкемией. Ученые описывали sHLA-профиль каждого из пациентов, после чего сравнивали его с sHLA-профилем здоровых людей. Также они сопоставили с полученными данными HLA-портрет крови и больных клеток, культивировнных in vitro.
В результате исследователям удалось определить и изучить более 12 000 sHLA. Оказалось, что раковые клетки выделяют намного большее количество sHLA, чем здоровые клетки того же типа. Более того, в крови здоровых людей количество sHLA оказалось очень малым. Ученые отмечают, что чем агрессивнее и запущеннее было заболевание, тем больше сходств было между HLA, находящимися в плазме крови и на поверхности клеток.
По результатам исследования авторам удалось выявить некоторые специфичные sHLA, которые можно использовать для диагностики лейкемии и миеломы. В статье Soluble plasma HLA peptidome as a potential source for cancer biomarkers ученые пишут, что для практического применения предлагаемой диагностики необходимо составить базу данных sHLA.