Pesquisadores desenvolvem um novo método de teste de câncer que torna o monitoramento regular acessível

DMRs ricos em CpG são altamente enriquecidos em regiões com alto conteúdo de GC. (A) Porcentagem de DMRs entre tecido CRC e plasma saudável em diferentes regiões genômicas. Mais de 40% dos DMRs estão em CGIs ricos em CpG. (B) Proporção de DMRs e sondas Illumina 450K Methylation Array em CGI em relação à distribuição genômica. Quarenta e três por cento dos DMRs e 30% das sondas de matriz de metilação Illumina 450K estão em 0,76% do genoma. (C) Relação entre o conteúdo de GC e o número de CpGs em 0,5 milhão de fragmentos de 200 pb gerados aleatoriamente do genoma humano. Fragmentos com alto conteúdo de GC também contêm mais CpG dentro de cada fragmento. (D) Número de DMRs de diferentes cânceres detectados por 1.000 fragmentos usando diferentes limites de conteúdo de GC. COAD, adenocarcinoma colorretal; BRCA, carcinoma invasivo da mama; LUAD, adenocarcinoma pulmonar; KIRC, carcinoma renal de células claras; UCEC, carcinoma endometrial do corpo uterino. Fragmentos acima do conteúdo de 0,6 GC contêm quase oito vezes mais DMRs em diferentes tipos de câncer. (E) Fluxo de trabalho de Heatrich-BS para selecionar fragmentos ricos em GC. Os fragmentos pobres em GC são desnaturados pelo calor e os fragmentos intactos ricos em GC são selecionados por ligação do adaptador Y. (F) Tendência do conteúdo de GC e enriquecimento de leitura em CGI em uma faixa de temperaturas. O enriquecimento ideal é alcançado a 88°C. Crédito: Avanços da Ciência (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abn4030

Cientistas da Universidade Nacional de (NUS) descobriram um novo método de teste de câncer de baixo custo. Chamado de ensaio Heatrich-BS, este novo teste sequencia amostras clínicas que foram aquecidas para isolar assinaturas específicas de câncer encontradas no sangue de um paciente.

O novo método oferece uma alternativa não invasiva promissora para biópsias de tecidos. Custa cerca de S$ 50 (aproximadamente US$ 37) do início ao fim, em comparação com outros métodos de sequenciamento que podem custar até S$ 1.000 para serem conduzidos. Liderada pelo professor assistente Cheow Lih Feng, a equipe composta por pesquisadores do Departamento de Engenharia Biomédica da NUS da Faculdade de Design e Engenharia, bem como do Instituto de Inovação e Tecnologia da Saúde da NUS, agora está explorando parcerias industriais para levar sua tecnologia ao mercado.

“Quando você faz um teste de S$ 50, abre muitos caminhos porque é acessível, então você pode fazer o teste regularmente”, disse Asst. Prof. Cheow, apontando para o potencial de seu ensaio ser usado no monitoramento regular do câncer.

Biópsias líquidas para câncer

Os métodos atuais de teste de câncer podem sofrer de falta de sensibilidade ou de serem muito caros para serem usados ​​para triagem regular. O DNA em nosso sangue, o Informação genética que diz às nossas células como sintetizar proteínas e outros blocos de construção biológicos importantes, é produzido por diferentes órgãos do nosso corpo. As células cancerígenas também liberam DNA na corrente sanguínea que pode ser detectado pela análise amostras de sangue, conhecidas como biópsias líquidas. No entanto, examinando todos os material genético em uma amostra – um método chamado sequenciamento de todo o genoma – pode ser caro e trabalhoso.

Alguns médicos, em vez disso, visam assinaturas específicas de câncer no DNA livre de células, quase como caçar rostos específicos em uma grande multidão de pessoas, em vez de inspecionar cada indivíduo. No entanto, mesmo esses métodos podem ser imperfeitos, Asst. O Prof. Cheow explicou. “Alguns pacientes podem ter assinaturas de câncer que parecem ligeiramente diferentes e permitem que passem pelo processo de triagem”, disse ele.

Um teste mais sensível por uma pequena fração do preço

Asst. A equipe do Prof. Cheow descobriu uma maneira de descartar as seções não informativas no DNA de um paciente para direcionar onde a maioria dos biomarcadores específicos do câncer estão concentrados.

Nosso DNA é formado por moléculas conhecidas como nucleotídeos: adenina (A), timina (T), guanina (G) e citosina (C). As assinaturas específicas do câncer tendem a se concentrar em áreas do genoma com altas repetições de nucleotídeos C e G, conhecidas como ilhas CpG, que representam apenas cerca de 1% do nosso genoma.

“Estávamos realizando alguns experimentos não relacionados e um de nossos pesquisadores aqueceu uma amostra”, disse Asst. Disse o Prof. Cheow, relatando a descoberta acidental da equipe de que o calor destruiu seções não informativas do genoma, mas deixou a ilha CpG praticamente intacta. Isso permitiu que eles sequenciassem o genoma restante e detectassem a presença de cânceres por uma fração mínima do preço médio de mercado.

“Estamos obtendo um ensaio muito mais sensível com quase os mesmos custos em comparação com testes simples de biomarcadores de proteínas”, disse ele, “Nosso método realmente se concentra no sequenciamento dessas regiões que mais importam”.

A equipe NUS publicou suas descobertas na revista científica Avanços da Ciência em 9 de setembro de 2022, e uma patente também foi registrada para sua descoberta.

Beneficiando pacientes, médicos e cientistas

O ensaio Heatrich-BS foi testado no National Cancer Center em Cingapura, monitorando pacientes com câncer colorretal. Ao comparar os resultados de suas análises de sangue com tomografias computadorizadas que mostravam o tamanho dos tumores dos pacientes, a equipe descobriu que havia uma alta correlação entre a quantidade de DNA específico do câncer detectada na amostra de sangue de um paciente e o tamanho de seus tumores ao longo do tempo. Tempo.

“Desta forma, os médicos podem monitorar a resposta dos pacientes ao tratamento e adaptar seus regimes terapêuticos”, disse Asst. disse o professor Cheow. Ele também apontou que seu método tem o potencial de funcionar universalmente em todos os tipos de câncer, uma vez que todos demonstram a propriedade de enriquecer as ilhas CpG com biomarcadores específicos do câncer. “É um tamanho único”, acrescentou.

O ensaio também pode ajudar a acelerar futuras pesquisas acadêmicas, ajudando os cientistas a estudar diferentes subtipos de câncer por um baixo custo e, portanto, melhorando o desenvolvimento de futuras Câncer diagnósticos e terapias.

Asst. O Prof. Cheow e sua equipe estão agora explorando maneiras de comercializar seu ensaio em parceria com empresas farmacêuticas e empresas de biotecnologia que podem ajudar a trazer o ensaio Heatrich-BS para o mercado. “Estamos entusiasmados com nossos resultados e as discussões sobre licenciamento estão em andamento”, disse ele.