O teste de biópsia líquida usa modificações de RNA para detectar câncer colorretal em estágio inicial com precisão de 95%

As biópsias líquidas são testes que detectam sinais de câncer através de uma simples coleta de sangue. Diferentemente das biópsias tradicionais, que requerem remoção de um pedaço de tecido, uma biópsia líquida geralmente procura mutações ou alterações de modificação em fragmentos de DNA das células cancerígenas que circulam no sangue.

Embora as biópsias líquidas sejam uma maneira promissora e não invasiva de detectar e monitorar o câncer à medida que progride, elas não são tão sensíveis ou precisas para os estágios iniciais da doença.

Pesquisadores da Universidade de Chicago agora desenvolveram um teste de biópsia líquida mais sensível que usa RNA em vez de DNA para detectar o câncer.

Usando amostras de sangue de pacientes com câncer colorretal, o teste foi capaz de detectar os estágios iniciais da doença com precisão de 95%, melhorando bastante nos métodos atuais de teste não invasivos e disponíveis comercialmente.

Desafios para o diagnóstico precoce

Quando as células tumorais morrem, elas se desintegram e liberam partículas de material genético na corrente sanguínea. As biópsias líquidas padrão dependem desse DNA flutuante, chamado DNA circulante sem células (cfDNA), para detectar o câncer. Nos estágios iniciais da doença, quando as células tumorais ainda estão crescendo e prosperando, no entanto, não há muito cfDNA na corrente sanguínea.

“Esse tem sido um grande desafio para o diagnóstico precoce. Você simplesmente não tem DNA de tumor suficiente liberado no sangue”, disse Chuan He, Ph.D., o professor de química de John T. Wilson, professor de química e professor de bioquímica e biologia molecular em Uchicago.

“Isso foi um desafio para nós e todos os outros fazer o diagnóstico precoce do câncer de cólon, então decidimos olhar para o RNA”.

Dr. Ele é o autor sênior do estudo, “Modificações do RNA livre de células derivadas de microbioma em amostras de câncer colorretal plasmático”, publicado em Biotecnologia da natureza.

O RNA é uma forma transitória de código genético que copia e realiza instruções do DNA para produzir proteínas que as células precisam. Analisar o RNA é um bom proxy para a atividade genética, porque a presença de RNA significa que as células estão ocupadas fazendo coisas e construindo proteínas.

Para o novo estudo, os estudantes de pós-graduação Cheng-Wei Ju e Li-Sheng Zhang, Ph.D., um ex-pós-doutorado no Dr. He’s Lab, que agora é membro do corpo docente da Universidade de Ciência e Tecnologia de Hong Kong, começou a investigar a possibilidade de usar o RNA livre de células (CFRNA), em vez de cfDNA, diagnóstico e detecção de câncer.

Medir a abundância simples de moléculas de RNA no sangue nem sempre é confiável, no entanto, porque as quantidades podem variar muito, dependendo do tempo e da preparação das amostras.

Dr. Ele é o laboratório especializado no estudo das funções biológicas das modificações de RNA, mudanças químicas feitas nas moléculas de RNA que alteram sua atividade.

Portanto, para o novo estudo, os pesquisadores se concentraram na análise dos níveis de modificação do RNA em amostras de sangue, que permanecem relativamente estáveis, independentemente do quanto o RNA esteja presente. Por exemplo, se uma transcrição de RNA for modificada em 30%, essa porcentagem permanecerá a mesma, seja medida em 100 ou 1.000 cópias.

Detectando mudanças no microbioma

A equipe trabalhou com amostras de pacientes com câncer colorretal fornecido pelo gastroenterologista e colaborador de longa data Marc Bissonnette, MD, professor associado de medicina da Uchicago.

Para sua surpresa, não apenas foram capazes de medir modificações no cFRNA das células humanas, mas também foram capazes de detectar RNA de micróbios intestinais. Bilhões de bactérias coexistem conosco dentro do sistema digestivo e, na presença de um tumor canceroso, sua atividade também muda.

Com base em pesquisas anteriores em plantas, o Dr. ele e sua equipe sabiam que os níveis de modificação de RNA refletem o estado de um organismo: quanto mais ativo o organismo, mais modificações são feitas para certos RNAs para sustentar essa atividade. Esse mesmo padrão também foi observado nas amostras de câncer colorretal.

“Descobrimos que o RNA liberado de micróbios tem diferenças substanciais entre pacientes com câncer e indivíduos saudáveis”, disse ele. “No intestino, quando você tem um tumor crescendo, o microbioma próximo deve ser remodelado em resposta a essa inflamação. Isso afeta os micróbios próximos”.

A população de microbiomas também se volta muito mais rapidamente do que as células humanas, com mais células morrendo com mais frequência e liberando fragmentos de RNA na corrente sanguínea. Isso significa que um teste medindo modificações no RNA microbiano pode detectar possíveis atividades cancerígenas muito antes do que os testes que dependem do DNA liberado pelas células tumorais humanas.

Os testes comerciais que medem a abundância de DNA ou RNA nas fezes são cerca de 90% precisos para os estágios posteriores do câncer, mas sua precisão cai abaixo de 50% nos estágios iniciais. O novo teste baseado em modificação de RNA foi quase 95% preciso em geral e também preciso nos estágios iniciais do câncer.

“Esta é a primeira vez que as modificações de RNA são usadas como um potencial biomarcador para o câncer, e parece ser muito mais confiável e sensível em comparação com a abundância de RNA”, disse ele. “Ser capaz de detectar o câncer nesses estágios iniciais é sem precedentes”.