Forskere har oppdaget en nysgjerrig forskjell mellom DNA fra kreftceller og fra friske celler, og dette funnet kan føre til en ny blodprøve for kreft.
Forskjellen? Kreft-DNA har en ganske sterk tilhørighet til gull, ifølge en ny studie. Denne funksjonen ser ut til å være vanlig for kreft-DNA generelt, uavhengig av type kreft, sa forskerne.
Ved å utnytte dette funnet, forskerne designet en ny test som bruker nanopartikler i gull for å oppdage kreft. Gullpartiklene skifter farge avhengig av om kreft-DNA er til stede eller ikke. Resultatet var en enkel og rask test som kunne oppdage kreft på bare 10 minutter, ifølge studien, publisert i dag (4. desember) i tidsskriftet Nature Communications.
"Du kan oppdage det med øye - det er så enkelt som det," sa seniorforfatter Matt Trau, en professor og seniorgruppeleder ved University of Queenslands Australian Institute for Bioengineering and Nanotechnology, heter det i en uttalelse.
Arbeidet er imidlertid foreløpig, og mye mer forskning er nødvendig før denne testen kan være nyttig for pasienter, sa eksperter utenfor Live Science.
Kreft-DNA "methylscape"
Den nye studien fokuserte på "epigenomet" eller kjemiske modifikasjoner av DNA som slår gener "på" eller "av." Disse modifikasjonene endrer ikke DNA-sekvensen, men påvirker i stedet hvordan celler "leser" gener. Et eksempel på en epigenetisk forandring er DNA-metylering, tilsetning av en metylgruppe eller en "kjemisk hette" til en del av DNA-molekylet. Denne modifikasjonen forhindrer at visse gener uttrykkes.
Tidligere forskning har vist at mønsteret av DNA-metylering i kreftceller skiller seg fra det i friske celler. Spesielt har kreft-DNA klynger av metylgrupper på spesifikke steder og nesten ingen metylering andre steder, mens normale DNAs metylgrupper er jevnere spredt over hele genomet. Forskerne kalte dette metyleringsmønsteret "metyleringslandskapet" eller "metylbildet."
Og selv om dette "metylbildet" kunne tjene som en biomarkør for kreft, hadde ikke forskere en god måte å oppdage det på.
Så i stedet for å fokusere på selve metyleringen, så forskerne i den nye studien på hva metyleringen gjorde for den generelle strukturen og kjemiske egenskapene til kreft-DNA.
Etterforskerne fant at metylbildet av kreft-DNA får DNA-fragmenter til å brette seg opp i 3D-nanostrukturer som har en tilhørighet til gull. I motsetning til dette, foldes normalt DNA på en noe annen måte, noe som ikke resulterer i en så sterk affinitet for gull, sa forskerne.
Så utviklet forskerne en test som utnytter denne evnen til kreft-DNA til å holde seg til gull. Hvis kreft-DNA er til stede, vil gullnanopartiklene få en annen farge enn hvis kreft-DNA ikke er til stede. Testen kan bruke "sirkulerende gratis DNA", eller DNA som frigjøres i blodet fra kreft eller friske celler.
Forskerne har testet teknologien sin på rundt 200 prøver fra kreftpasienter og friske mennesker, og fant at testen var opptil 90 prosent nøyaktig når det gjelder å oppdage kreft.
Ny kreftest?
Dr. Jeffrey Weber, visedirektør for Perlmutter Cancer Center ved New York Universitys Langone Health, kalte den nye studien "great science" og applauderte ideen om å lete etter en måte å oppdage kreft-DNA-metylbildet. Weber, som ikke var involvert i studien, sa imidlertid at arbeidet er "bare begynnelsen." Han la til at det er behov for større studier for å evaluere nøyaktigheten av testen, samt om den kan være nyttig for pasienter, sammenlignet med eksisterende tester.
"Det kommer til å være mye arbeid å gjøre denne typen til en virkelig, klinisk nyttig," sa Weber til Live Science.
Joyce Ohm, førsteamanuensis i onkologi ved Roswell Park Comprehensive Cancer Center i Buffalo, New York, var enig i at arbeidet er "et spennende potensielt fremskritt" når han leter etter en generell epigenetisk biomarkør for kreft. Men hun la til at studien var "veldig bevis på prinsippet på dette tidspunktet."
For øyeblikket oppdager testen bare tilstedeværelsen av kreft, ikke typen kreft. Det er også uklart nøyaktig hvor høye nivåer av kreft-DNA trenger å være for at testen skal fungere, noe som vil påvirke hvor tidlig sykdomsforløpet testen kunne brukes, sa forskerne.
I sin nåværende form vil testen være mindre anvendelig som en screeningtest, gitt at den ikke kan oppdage krefttyper, sa Ohm til Live Science. Men hvis teknikken videreutvikles, vil den kanskje mest umiddelbare potensielle bruken være å overvåke eksisterende kreftpasienter for sykdomsforekomst, sa hun.
Forskerne erkjente at testen deres trenger videre undersøkelse, "men det ser veldig interessant ut som en utrolig enkel 'universal markør' av kreft," sa Trau i uttalelsen. Det er også attraktivt "som en veldig tilgjengelig og billig teknologi som ikke krever komplisert lab-basert utstyr som DNA-sekvensering," sa han.
