Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Nowa technika wczesnego wykrywania nowotworu z krwi

Recommended Posts

Naukowcy pracujący pod kierunkiem doktora Daniela De Carvalho z Princess Margaret Cancer Centre połączyli płynną biopsję, zmiany epigenetyczne oraz uczenie maszynowe i opracowali na tej podstawie test z krwi, który pozwala na wykrycie i sklasyfikowanie nowotworów na ich wczesnym etapie rozwoju.

Jesteśmy bardzo podekscytowani. Jednym z głównych problemów w leczeniu nowotworów jest ich wczesna diagnostyka. Na wczesnych etapach choroby to jak poszukiwanie igły w stogu siana, gdyż ilość nieprawidłowego DNA we krwi jest minimalna, mówi De Carvalho.

Prowadzony przez niego zespół naukowy skupił się nie na mutacjach DNA, a na zmianach epigenetycznych, dzięki czemu był w stanie zidentyfikować tysiące takich zmian unikatowych dla każdego nowotworu. Później, korzystając z metod analizy dużych zestawów danych i maszynowego uczenia się stworzyli zestaw cech charakterystycznych pozwalających na zidentyfikowanie nieprawidłowego DNA i określenie, z jakiego typu nowotworu pochodzi. W ten sposób problem „igły w stogu siana” został zamieniony w problem „tysięcy igieł w stogu siana”. Nowe podejście pozwala na znacznie łatwiejsze zidentyfikowanie choroby.

Technikę przetestowano początkowo na próbkach od 300 pacjentów, u których nowotwory występowały w sumie w 7 różnych miejscach (płuca, trzustka, piersi, szpik, pęcherz moczowy, nerki oraz okrężnica) i porównano je z próbkami od zdrowych osób. Okazało się, że w każdym przypadku udało się prawidłowo zidentyfikować nowotwór. Od czasu pierwszego testu badania powtórzono i już w sumie sprawdzono działanie nowej techniki na ponad 700 próbkach.

Następnym krokiem jest przeprowadzenie eksperymentów na większą skalę. Zespół De Carvalho chce teraz sprawdzić swoją technikę na tysiącach próbek pozyskanych od osób, których krew została pobrana na miesiące a nawet lata przed zdiagnozowaniem u nich nowotworu.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy opracowali czuły i swoisty test z krwi, który pomaga wykryć ponad 50 typów nowotworów. Wyniki badań ukazały się w piśmie Annals of Oncology.
      Test opracowany przez firmę GRAIL wykorzystuje całogenomowe sekwencjonowanie bisulfitowe (ang. whole genome shotgun bisulfite sequencing, WGSBS) do określenia wzorca metylacji. W komórkach nowotworowych jest on często wyraźnie inny niż w prawidłowych komórkach. Gdy komórki nowotworowe obumierają, ich DNA z grupami metylowymi dostaje się do krwiobiegu. To właśnie pozakomórkowe DNA (ang. cell-free DNA, cfDNA) z osocza jest analizowane przez nowy test.
      Nasze wcześniejsze badania wykazały, że testy oparte na metylacji dają przy wykrywaniu licznych form nowotworów w próbkach krwi lepsze wyniki niż tradycyjne metody sekwencjonowania DNA. Wyniki nowego studium demonstrują, że takie testy są wykonalną metodą skryningu ludzi pod kątem szerokiej gamy nowotworów - przekonuje dr Geoffrey Oxnard z Dana-Farber Cancer Institute.
      Podczas studium naukowcy pracujący pod przewodnictwem specjalistów z Dana-Farber i Mayo Clinic wykorzystali test do analizy pozakomórkowego DNA z 6689 próbek krwi (2482 pochodziły od osób z nowotworem, a 4207 od osób bez nowotworu). Próbki od pacjentów z nowotworem reprezentowały ponad 50 typów nowotworów, w tym raka piersi, trzustki, jajnika czy jelita grubego, a także białaczkę limfocytową i szpiczaka mnogiego.
      W ramach swoich badań naukowcy stworzyli też maszynowy model diagnozujący. Trenowano go na zestawie 4720 próbek, a sprawdzono na osobnym zestawie 1969 próbek. Maszyna uzyskała stałą wysoką swoistość sięgającą 99%. Czułość rozpoznania była uzależniona od tego, czy model miał do rozważenia wszystkie możliwe nowotwory, czy też jedynie określony ich zestaw. W tym drugim przypadku trafność diagnozy była zdecydowanie wyższa.
      Ogólna swoistość testu wynosiła 99,3%. Czułość dla stopni zaawansowania I-III dwunastu wybranych rodzajów nowotworów, odpowiadających za ~63% nowotworowych zgonów w USA rocznie - raka odbytu, raka pęcherza moczowego, raka jelita grubego, raka przełyku, nowotworów głowy i szyi, nowotworów wątroby i przewodów żółciowych, raka płuca, chłoniaka, raka jajnika, raka trzustki, raka żołądka i nowotworów komórek plazmatycznych - wynosiła 67,3%. O ile w grupie tych 12 nowotworów czułość dla stopnia I wynosiła 39%, o tyle dla stopni II, III i IV wynosiła, odpowiednio, 69%, 83% i 92%. Widać więc wzrost czułości wraz ze wzrostem stopnia zaawansowania nowotworu.
      Tkanka pochodzenia (ang. tissue of origin, TOO) była przewidywana w 96% próbek z sygnałem nowotworowym; wśród nich lokalizację TOO trafnie określono w 93%.
      Nasze wyniki pokazują, że opisywane podejście - testowanie cfDNA z krwi - pozwala wykryć szeroką gamę typów nowotworów we wszelkich stopniach zaawansowania, z czułością i swoistością zbliżającą się do poziomu koniecznego do skryningu na poziomie populacyjnym - podsumowuje Oxnard.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W 2017 roku Gregory Poore przeczytał w Science artykuł, którego autorzy opisywali mikroorganizmy obecne u pacjentów z nowotworami trzustki i informowali, że mikroorganizmy te rozkładają lek powszechnie stosowany przy leczeniu tego rodzaju nowotworu. Młodego naukowca zaintrygował wówczas pomysł, że wirusy i bakterie mogą mieć większy niż się sądzi udział w rozwoju nowotworów.
      Teraz Poore jako doktorant w University of California San Diego School of Medicine, pisze doktorat pod kierunkiem profesora Roba Knighta, dyrektora Center for Microbiome Innovation. Poore i Knight wraz z interdyscyplinarnym zespołem współpracowników stworzyli nowatorką metodę identyfikacji chorych na nowotwory. Ich metoda pozwala też często stwierdzić, jaki rodzaj nowotworu ma konkretna osoba. Diagnoza jest stawiana na podstawie analizy wzorców wirusowego i bakteryjnego DNA obecnych w krwi pacjenta.
      Dotychczas niemal zawsze uznawano, że guzy nowotworowe to środowisko sterylne i nie brano pod uwagę złożonych wzajemnych wpływów pomiędzy komórkami nowotworowymi, bakteriami, wirusami i innymi mikroorganizmami zamieszkującymi nasze ciała, mówi Knight. W naszych ciałach mamy więcej genów różnych mikroorganizmów niż naszych własnych genów, więc nic dziwnego, że na ich podstawie możemy zdobyć istotne informacje dotyczące naszego zdrowia, dodaje uczony.
      Naukowcy najpierw skorzystali z The Cancer Genome Atlas. To baza danych prowadzona przez amerykański Narodowy Instytut Raka i prawdopodobnie największa na świecie gaza zawierająca informacje na temat genów mikroorganizmów znalezionych z ludzkich guzach nowotworowych.
      Naukowcy mieli tam dostęp do 18 116 próbek guzów pobranych od 10 481 pacjentów z 33 rodzajami nowotworów. Zespół Knighta i Poore'a przeanalizował te dane w poszukiwaniu wzorców. Obok wzorców znanych, takich jak np. związek wirusa brodawczaka ludzkiego z rakiem szyjki macicy czy związek między Fusobacterium, a nowotworami układu pokarmowego, zauważono inne sygnatury mikroorganizmów, które były specyficzne dla różnych nowotworów. Stwierdzono np. że obecność Faecaliabacterium jest tym, co odróżnia raka jelita grubego od innych nowotworów.
      Na podstawie tych danych naukowcy wytrenowali setki modeli do maszynowego uczenia się i sprawdzali, czy są one w stanie powiązać wzorce genomu mikroorganizmów z konkretnymi nowotworami. Okazało się, że komputery są w stanie postawić diagnozę na podstawie samych tylko danych z genomu mikroorganizmów znalezionego we krwi pacjenta.
      W kolejnym etapie badań naukowcy usunęli z bazy dane dotyczące III i IV stopnia rozwoju nowotworów. Mimo to modele komputerowe nadal stawiały prawidłową diagnozę, co oznacza, że były w stanie odróżnić nowotwory na wcześniejszych etapach rozwoju. Jakby tego było mało, modele działały nawet wówczas, gdy z wykorzystywanej przez nie bazy usunięto ponad 90% danych.
      Uczeni postanowili pójść o krok dalej i sprawdzić, czy modele te przydadzą się do rzeczywistego diagnozowania chorych. W testach wzięło udział 59 pacjentów z nowotworem prostaty, 25 z nowotworem płuc i 16 z czerniakiem. Plazmę z krwi każdego z tych pacjentów porównano z innymi oraz z 69 zdrowymi osobami z grupy kontrolnej. Okazało się, że w większości przypadków modele były w stanie odróżnić osobę z nowotworem od osoby zdrowej. Komputery prawidłowo zidentyfikowało 86% osób z nowotworami płuc i 100% osób, których płuca były zdrowe. Często też były w stanie odróżnić typy nowotworów. Na przykład nowotwory płuc były w 81% przypadków prawidłowo odróżniane od nowotworu prostaty.
      Możliwość uzyskanie z jednej fiolki krwi profilu DNA guza i profilu DNA mikrobiomu pacjenta to ważny krok w kierunku lepszego zrozumienia interakcji pomiędzy gospodarzem a nowotworem, mówi onkolog Sandip Pravin. Takie narzędzie może w przyszłości pozwolić nie tylko na prostszą i szybszą diagnostykę nowotworów, ale również na śledzenie postępów choroby.
      Zanim jednak tego typu metoda wejdzie do użytku, konieczne będzie pokonanie wielu przeszkód. Przede wszystkim trzeba by ją przetestować na dużej grupie pacjentów. Ponadto konieczne będzie stworzenie definicji tego, jak wygląda skład genomu mikroorganizmów u zdrowych ludzi. Ponadto trzeba stworzyć metodę odróżniania, które z sygnatur genetycznych pochodzą od aktywnych mikroorganizmów, a które od nieaktywnych.
      Sami naukowcy już mówią, że sama diagnostyka to dopiero początek możliwości. Lepsze zrozumienie tego, w jaki sposób  wraz z rozwojem różnych nowotworów zmienia się populacja mikroorganizmów zamieszkujących nasze ciała, może otworzyć nowe możliwości terapeutyczne. Moglibyśmy dowiedzieć się, co te mikroorganizmy naprawdę robią, a może nawet zaprząc je do pracy przy zwalczaniu nowotworów.
      Ze szczegółowymi informacjami można zapoznać się na łamach Nature.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Kwasy tłuszczowe omega-3 nie chronią przed nowotworami, wynika z metaanalizy przeprowadzonej przez naukowców w University of East Anglia. Tymczasem spożycie tych tłuszczów jest szeroko promowane, gdyż mają chronić przed nowotworami, chorobami serca i udarami.
      Tomczasem analiza dwóch dużych studiów wykazała, że suplementacja kwasami omega 3 może nieco zmniejszyć ryzyko choroby niedokrwiennej serca i zgonu z nią związanego, ale nieco zwiększyć ryzyko nowotworu prostaty.
      Z badań wynika, że jeśli 1000 osób będzie przez 4 lata wzbogacało swoją dietę o kwasy omega-3, to w tym czasie 3 osoby mniej umrą na chorobę serca, sześć osób mniej doświadczy ataku serca lub podobnego wydarzenia, ale u 3 dodatkowych osób rozwinie się nowotwór prostaty. Wyniki badań opublikowano na łamach British Journal of Cancer oraz Cochrane Database of Systematic Reviews.
      W ramach analizy naukowcy przyjrzeli się wynikom 47 badań, w których brali udział dorośli, którzy nigdy nie mieli nowotworów, byli narażeni na zwiększone ryzyko nowotworu oraz już wcześniej zdiagnozowano u nich nowotwór, a także 86 badań mających na celu określenie związku spożycia omega-3 z ryzykiem chorób i zgonów na choroby układu krążenia.
      W badaniach tych brało udział w sumie około 110 000 osób, które losowo zostały przypisane do grup spożywających przez co najmniej rok więcej kwasów omega-3 lub nie zmieniających dotychczasowej diety. Główny autor, doktor Lee Hooper, stwierdził: Nasze wcześniejsze badania wykazały, że suplementy długołańcuchowych kwasów tłuszczowych omega-3, w tym tłuszcze rybie, nie chronią przed depresją, udarem, cukrzycą i nie zmniejszają ryzyka zgonu.
      Obecna duża systematyczna analiza zawierała dane pochodzące od wielu tysięcy ludzi badanych w długim okresie. Dane te jasno pokazują, że spożywanie przez wiele lat suplementów omega-3 może nieco zmniejszyć ryzyko rozwoju choroby serca, ale zostanie to zrównoważone niewielkim zwiększeniem ryzyka rozwoju niektórych nowotworów. Całościowy wpływ na zdrowie jest niewielki. Tym samym oddziaływanie tłuszczów rybich, bogatego źródła długołańcuchowych kwasów omega-3, nie jest jasne. Tłuszcze rybie to bardzo odżywczy składnik pożywienia, część zbilansowanej diety. Dostarczają one białka i energii oraz ważnych mikroelementów, takich jak selen, jod, witamina D czy wapń. Ich znaczenie daleko wybiega poza kwasy omega-3. Stwierdziliśmy jednak, że jeśli chodzi o zapobieganie nowotworom, to spożywanie omega-3 nie ma znaczenia. W rzeczywistości mogą one w minimalnym stopniu zwiększać ryzyko zachorowania na niektóre nowotwory, w szczególności na raka prostaty. Jednak ten niekorzystny wpływ jest równoważony przez niewielki dobroczynny wpływ na serce, stwierdzili naukowcy.
      Na koniec uczeni dodają, że biorąc pod uwagę zanieczyszczenie oceanów plastikiem oraz obawy związane z przemysłowym połowem ryb, jego wpływ na środowisko naturalne oraz zasoby ryb, wydaje się rozsądnym, by zaprzestać zalecania suplementów z tłuszczów rybich, gdyż nie przynosi to praktycznie żadnych skutków prozdrowotnych.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Międzynarodowy zespół naukowy miał wyjątkową okazję zbadania wczesnej fazy zainfekowania tkanek koronawirusem u pacjentów, u których jeszcze nie pojawiły się objawy COVID-19. Uczeni z University of Chicago oraz Zhongnan Hospital w Wuhan, badali tkankę płuc, którą usunięto pacjentom z powodu gruczolakoraka. Później okazało się, że już w czasie zabiegu osoby te były zarażone SARS-CoV-2. Pojawiła się więc unikatowa okazja przyjrzenia się bardzo wczesnemu stadium rozwoju COVID-19.
      To pierwsze badania opisujące patologię choroby spowodowanej przez SARS-CoV-2 czyli COVID-19. Dotychczas nie przeprowadzono bowiem biopsji ani autopsji. Jako, że obaj pacjenci w chwili operacji nie wykazywali objawów choroby, obserwowane przez nas zmiany to prawdopodobnie wczesne fazy patologii płuc wywołanej COVID-19, mówi jeden z głównych autorów badań Shu-Yuan Xiao z Chicago. Dzięki takiemu zbiegowi okoliczności może to być jedyna okazja, by zbadać wczesną fazę rozwoju choroby. Taka okazja może po raz drugi się nie powtórzyć. Autopsje czy biopsje pokażą nam bowiem późne lub końcowe stadia rozwoju, dodaje uczony.
      Dotychczas naukowcy wykonali opisy kliniczne choroby, znamy też opisy badań obrazowych. Jednak badań patologicznych jeszcze nie prowadzono. Przyczynami braku badań patologicznych z autopsji lub biopsji są m.in. gwałtowne pojawienie się epidemii, bardzo duża liczba pacjentów w szpitalach, niedostateczna liczba personelu medycznego oraz duża liczba zakażeń. To wszystko powoduje, że inwazyjne techniki diagnostyczne nie są obecnie priorytetem, zauważają autorzy badań.
      Szczęśliwie dla nauki zdarzyło się tak, że w czasie, gdy wybuchła epidemia, operowano dwie osoby, u których konieczne okazało się wycięcie tkanki płuc, a później okazało się, że w chwili operacji obie osoby były zarażone koronawirusem.
      Pierwsza z tych osób to 84-letnia kobieta. Przyjęto ją do szpitala po wykryciu guza w prawym płucu. Kobieta od 30 lat cierpiała na nadciśnienie, miała też cukrzycę. Mimo operacji i intensywnej opieki medycznej pacjentki nie udało się uratować. Później okazało się, że osoba, z którą leżała na jednej sali w szpitalu, była zainfekowana SARS-CoV-2.
      Drugim pacjentem był 73-letni mężczyzna u którego, również w prawym płucu, zauważono niewielkiego guza. Mężczyzna ten od 20 lat cierpiał na nadciśnienie. Dziewięć dni po operacji pojawiła się u niego gorączka, suchy kaszel, bóle w mięśniach i klatce piersiowej. Testy potwierdziły zarażenie SARS-CoV-2. Po 20 dniach leczenia na oddziale zakaźnym mężczyzna został wypisany do domu.
      Badania patologiczne tkanki płucnej pobranej od obu pacjentów wykazały, że oprócz guza widoczne są też w niej obrzęk, wysięk białkowy, ogniskowa reaktywna hiperplazja pneumocytów z niejednolitym zapalnym naciekiem komórkowym oraz komórczaki. Obecność zmian chorobowych na długo przed wystąpieniem objawów zgodne jest z długim okresem inkubacji COVID-19, który zwykle wynosi od 3 do 14dni.
      Mimo, że u badanej kobiety nigdy nie rozwinęła się gorączka, to jednak pełna morfologia krwi – szczególnie z 1. dnia po operacji – wykazała wysoki poziom białych krwinek i limfocytopenię, co jest zgodne z obrazem klinicznym COVID-19. Autorzy badań zauważają, że może być to pomocne spostrzeżenie na przyszłość. Naukowcy stwierdzili również, że czas, jaki upływa przed pojawieniem się pierwszych zmian chorobowych w płucach a pojawieniem się pierwszych objawów COVID-19 może być dość długi. Nawet u osób, które mają gorączkę, próbka pobrana z gardła do dalszych badań może dać wynik ujemny, gdyż wirus może nie być jeszcze obecny w górnych drogach oddechowych, pomimo wywołania stanu zapalnego w płucach.
      Odkrycia te wyjaśniają również, dlaczego na wczesnym etapie epidemii doszło do tak wielu zarażeń wśród pracowników służby zdrowia. Wiele osób zgromadziło się w szpitalach, nie wykazywali oni objawów, a przyjmujący ich lekarze i pielęgniarki nie byli odpowiednio chronieni.
      Autorzy powyższych badań mają nadzieję, że gdy zostaną też wykonane badania tkanek osób zmarłych i wykazujących objawy COVID-19, zyskamy pełniejszą wiedzę na temat choroby i jej rozwoju od samych początków do jej ostrej fazy. Pobrane próbki mogą też posłużyć do udoskonalenia testów diagnostycznych.
      Opis badań został udostępniony w sieci [PDF].

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Osoby starsze, które w ciągu dnia doświadczają senności, mogą być bardziej narażone na wystąpienie nowych problemów zdrowotnych, w tym cukrzycy, nowotworów czy nadciśnienia, informuje American Academy of Neurology. Takie wnioski płyną ze wstępnych badań, które zostaną opublikowane w czasie dorocznego spotkania Akademii na przełomie kwietnia i maja.
      Mowa tutaj o hipersomni, czyli występowania senności mimo przespania nocy, przedłużaniu się snu czy spaniu w czasie przeznaczonym na aktywność. Zwracanie uwagi na nadmierną senność u osób starszych może pomóc lekarzom we wcześniejszym wykryciu i zapobieżeniu przyszłym problemom zdrowotnym, mówi główny autor badań, Maurice M. Ohayon z Uniwersytetu Stanforda. Osoby starsze i członkowie ich rodzin powinni bliżej przyjrzeć się ich zwyczajom dotyczącym snu, by zrozumieć ryzyko związane z rozwojem poważnej choroby.
      W przeprowadzonych badaniach wzięło udział 10 930 osób, z czego 34% miało 65 lat i więcej. Z każdą z tych osób w odstępie trzech lat dwukrotnie przeprowadzono wywiad telefoniczny. Podczas  pierwszego wywiadu nadmierna senność była problemem u 23% osób powyżej 65. roku życia, a podczas drugiego – dla 24%. Wśród nich dla 41% hipersomnia była problemem chronicznym.
      Okazało się, że u osób, które w pierwszym wywiadzie poinformowały o nadmiernej senności, ryzyko wystąpienia cukrzycy i nadciśnienia było o 230% wyższe, niż u tych, którzy tego typu problemów nie mieli. W przypadku nowotworów wzrost ryzyka był o 200% wyższy, a ryzyko pojawienia się chorób serca rosło o 250%. Pomiędzy pierwszym a drugim wywiadem na cukrzycę zachorowało 6,2% osób, które były senne w ciągu dnia i 2,9% tych, którzy nie byli senni za dnia. Odsetek nowotworów wyniósł 2,4% u osób sennych i 0,8% u osób nie mających tego problemu. Wyniki były takie same, gdy zostały skorygowane o inne czynniki wpływające na sen, takie jak płeć czy bezdech senny.
      Z kolei u osób, które poinformowały o senności tylko w drugim wywiadzie, z większym o 50% prawdopodobieństwem pojawiały się choroby układu mięśniowo-szkieletowego i tkanek łącznych, takich jak artretyzm czy toczeń.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...