Aktualne poglądy

Wykorzystanie płynnej biopsji w diagnostyce genetycznej chorób nowotworowych

Prof. dr hab. med. Paweł Krawczyk1

Mgr Katarzyna Reszka2

1Katedra i Klinika Pneumonologii, Onkologii i Alergologii UM w Lublinie, Polskie Towarzystwo Onkologii Klinicznej
2Instytut Genetyki i Immunologii Genim w Lublinie, Lubelska Fundacja Chorych na Nowotwory

Adres do korespondencji: Prof. dr hab. med. Paweł Krawczyk, Katedra i Klinika Pneumonologii, Onkologii i Alergologii UM, ul. K. Jaczewskiego 8, 20-090 Lublin

Płynna biopsja to mało inwazyjna technika służąca pozyskaniu z płynów ustrojowych (krew, mocz, ślina, płyn mózgowo-rdzeniowy) komórek nowotworowych, białek, krążących kwasów nukleinowych (DNA, RNA, niekodujące RNA) lub innych związków, lub egzosomów pochodzących z komórek nowotworowych. W odpowiednio wyizolowanym materiale pochodzącym z płynnej biopsji można przeprowadzić wiele badań molekularnych, których wyniki służą:

  • rozpoznaniu choroby nowotworowej (również badania przesiewowe mające na celu wykrycie choroby u osób bezobjawowych z grupy zwiększonego ryzyka zachorowania na określony rodzaj nowotworu),
  • monitorowaniu przebiegu oraz rokowaniu choroby nowotworowej,
  • kwalifikacji pacjentów do różnych terapii przeciwnowotworowych.[1,2,3]


Materiał genetyczny pochodzący z komórek nowotworowych ma odmienny charakter od tego, który uwalniają do krwi obwodowej komórki prawidłowe. Komórki nowotworowe z uwagi na ich zdolność do niepohamowanej proliferacji oraz nagromadzenie nieprawidłowości genetycznych często ulegają rozpadowi w drodze martwicy, co skutkuje uwolnieniem:

  • dużych cząsteczek DNA i mRNA,
  • całego panelu różnych cząsteczek mikroRNA,
  • białek,
  • fragmentów komórek.


Pochodzące z komórek nowotworowych wolne krążące DNA (cfDNA, ang. circulating-free DNA) może być uszkodzone w wyniku mutacji somatycznych, jak również zmienione przez zjawiska epigenetyczne (np. metylację regionów promotorowych). W krążących komórkach nowotworowych, które uwalniane są z guza w trakcie procesu przerzutowania, można wykryć wyżej opisane zmiany genetyczne, a nawet nieprawidłowości chromosomów pod postacią rearanżacji genetycznych, dużych delecji, inwersji itp. Ekspresja genów w komórkach nowotworowych może być także nieprawidłowa, co skutkuje zmianami profilu mRNA i mikroRNA komórek nowotworowych, które rozpadając się, uwalniają te kwasy nukleinowe do krążenia obwodowego.[1,2,3]

Wykorzystanie płynnej biopsji we wczesnej diagnostyce nowotworów

We wczesnej diagnostyce genetycznej chorób nowotworowych z użyciem płynnej biopsji najczęściej wykorzystuje się badanie nieprawidłowości epigenetycznych (czyli zjawisk określanych ogólnym terminem dziedziczności pozagenowej, niedeterminowanej sekwencją jądrowego DNA). Do zmian epigenetycznych będących przedmiotem badań w onkologii należą:

  • obecność nieprawidłowej metylacji regionów promotorowych różnych genów,
  • badanie profilu małych niekodujących cząsteczek RNA – mikroRNA.[2,3]

Zjawisko metylacji regionów promotorowych różnych genów w stanie fizjologii reguluje ich prawidłową ekspresję. Zaburzenie procesu metylacji (hipo- lub hipermetylację) obserwuje się szczególnie często w komórkach nowotworowych. Hipermetylacja zacho...

Pełna wersja artykułu omawia następujące zagadnienia:

Badanie obecności mutacji somatycznych i rearanżacji genowych w materiale z płynnej biopsji w kwalifikacji chorych na nowotwory do terapii ukierunkowanych molekularnie

Istnieją zarówno metody izolacji cfDNA, jak i wysoko czułe testy genetyczne, które umożliwiają wykrycie mutacji somatycznych w krążącym nowotworowym DNA (ctDNA, [...]

Podsumowanie

Zwykłe techniki real-time PCR są zbyt mało czułe, by wykryć mutację w wolnym krążącym DNA pochodzącym z komórek nowotworowych.