Исследователи из Университета Вейл Корнелл (Weill Cornell Medicine) и Центра генома Нью-Йорка (New York Genome Center) разработали новый метод, который значительно более чувствителен и точен для выявления рака по анализу крови. Этот метод может быть использован для мониторинга состояния пациентов после лечения. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Methods.
В рамках исследования ученые протестировали новую коммерческую платформу для секвенирования от Ultima Genomics. Они показали, что недорогие платформы позволяют достичь высокой глубины покрытия, что позволяет обнаруживать крайне низкие концентрации циркулирующей опухолевой ДНК. Добавление метода коррекции ошибок значительно повысило точность техники.
«Мы вступаем в эпоху недорогого секвенирования ДНК, и в этом исследовании мы воспользовались этим, чтобы применить методы полногеномного секвенирования, которые ранее считались непрактичными,» — сказал старший автор, профессор медицины Дэн Ландау (Dan Landau), сотрудник Института точной медицины Англии (Englander Institute for Precision Medicine) и Центра рака Мейера (Sandra and Edward Meyer Cancer Center) в Университете Вейл Корнелл, а также основной преподаватель Центра генома Нью-Йорка.
Технология «жидкой биопсии» для раннего выявления рака и мониторинга нагрузки на опухоль может революционизировать лечение рака. Однако чувствительное и точное выявление мутационных маркеров рака из крошечных концентраций опухолевой ДНК в образцах крови представляло значительные сложности. Лаборатория Ландау последние десять лет работала над преодолением этих трудностей, используя методы полногеномного секвенирования, а не только целевого секвенирования участков ДНК, где ожидаются мутации. В исследовании, опубликованном в прошлом году, они показали, что могут надежно выявлять прогрессирующую меланому и рак легких по образцам крови пациентов, даже без доступа к данным секвенирования опухолей.
В новом исследовании ученые продвинули свой подход еще дальше. Во-первых, они показали, что низкая стоимость новой платформы позволяет достичь глубины полногеномного секвенирования, которая была бы слишком дорогой при использовании старых технологий. Используя только эту платформу и опираясь на известные мутационные паттерны опухолей пациентов, они смогли обнаружить опухолевую ДНК в образцах крови пациентов на уровне частей на миллион. Все образцы были собраны с информированного согласия пациентов.
Затем команда улучшила точность этого подхода с помощью метода коррекции ошибок, который использует избыточную информацию в естественной двухцепочечной ДНК. Они показали, что комбинированный метод имеет крайне низкие показатели ошибок, что делает его теоретически возможным для использования на образцах крови без необходимости доступа к опухолям пациентов.
В сотрудничестве с другими исследовательскими группами ученые продемонстрировали потенциал этого высокочувствительного и низкоошибочного подхода, используя его для обнаружения и оценки очень низких уровней рака у пациентов с раком мочевого пузыря и меланомой только по образцам крови.
«Это сотрудничество позволило нам проанализировать циркулирующую опухолевую ДНК у пациентов с раком мочевого пузыря и выявить уникальные мутационные маркеры, которые моя лаборатория тщательно изучала,» — сказал Бишой Фалтас (Bishoy M. Faltas), главный научный сотрудник Института точной медицины Англии, доцент медицины и клеточной и эволюционной биологии в Университете Вейл Корнелл. Фалтас также является онкологом-урологом в Медицинском центре НьюЙорк-Пресвитериан/Университета Вейл Корнелл. «Включение этих маркеров в анализ значительно повысило чувствительность обнаружения циркулирующей опухолевой ДНК.»
«Мы смогли, например, увидеть увеличение уровней циркулирующей опухолевой ДНК после лечения у пациентов с прогрессирующим или рецидивирующим раком, а также снижение этих уровней у пациентов, у которых рак полностью или частично ответил на лечение,» — сказал первый автор, Александр Ченг (Alexandre Cheng), постдокторант лаборатории Ландау во время исследования.
«Эти результаты позволяют нам задуматься о будущем, в котором мы сможем выявлять и отслеживать рак только по анализу крови,» — сказал Дэн Ландау, который также является онкологом в Медицинском центре НьюЙорк-Пресвитериан/Университета Вейл Корнелл.
Прорыв в исследованиях
Ученые из Университета Вейл Корнелл и Центра генома Нью-Йорка разработали новый метод, который делает возможным мониторинг рака по анализу крови. Этот подход может стать революцией в диагностике и лечении рака, предоставляя возможность раннего выявления и отслеживания заболевания без необходимости биопсии опухолей.
Методология
Метод основан на использовании новой, недорогой платформы для полногеномного секвенирования от Ultima Genomics. Это позволяет достичь высокой глубины покрытия, что в сочетании с методом коррекции ошибок значительно повышает точность обнаружения циркулирующей опухолевой ДНК на уровне частей на миллион.
Рекомендации
Результаты исследования открывают новые перспективы для использования анализа крови для мониторинга рака. Это может значительно улучшить качество жизни пациентов, позволяя более эффективно отслеживать состояние заболевания и своевременно корректировать лечение.
Литература:
Alexandre Pellan Cheng et al, Error-corrected flow-based sequencing at whole-genome scale and its application to circulating cell-free DNA profiling, Nature Methods (2025). DOI: 10.1038/s41592-025-02648-9
Руководитель Отдела организации клинических исследований, врач-онколог, уролог в АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), редактор и автор статей
