Анализ ДНК мертвых клеток помогает быстро и точно определить наличие и масштабы заболевания. Ученые Еврейского университета в Тель-Авиве научились с помощью простого анализа крови обнаруживать широкий спектр заболеваний. Разработанный ими тест, диагностика по крови позволяет идентифицировать и определять состояние мертвых клеток по всему телу и, таким образом, диагностировать различные заболевания, включая рак и болезни сердца и печени.
Поиск точных методов диагностики
В диагностической медицине биопсия, при которой образец ткани извлекается для анализа, является обычным инструментом для выявления многих заболеваний. Тем не менее, этот традиционный метод не лишен недостатков — он может быть болезненным, в образец не всегда попадает пораженная ткань и, самое главное, биопсию можно делать только на достаточно запущенной стадии заболевания, что в некоторых случаях делает диагноз и лечение слишком запоздалыми. Поэтому исследователи продолжают искать менее инвазивные и более точные способы диагностики.
Профессор Нир Фридман и доктор Ронен Саде из Института наук о жизни и Школы компьютерной инженерии Еврейского университета в Иерусалиме опубликовали в журнале Nature Biotechnology исследование, которое показывает, как с помощью анализа крови можно определять ранние стадии заболеваний и даже идентифицировать специфические маркеры, которые могут отличаться у пациентов, страдающих одними и теми же типами опухолей. Такие тесты помогут врачам разрабатывать индивидуальные методы лечения для каждого пациента.
Расшифровать код крови
Технология нового анализа опирается на естественный процесс, при котором каждый день миллионы клеток нашего тела умирают и заменяются новыми. Когда клетки умирают, их ДНК фрагментируется, некоторые из этих фрагментов попадают в кровоток и могут быть обнаружены методами секвенирования ДНК. Однако все наши клетки имеют одинаковую последовательность ДНК, и поэтому простое секвенирование ДНК не может определить, из какой клетки взят данный фрагмент. Тем не менее, хотя последовательность ДНК в клетках идентична, способ организации ДНК в клетке существенно отличается. ДНК упакована в нуклеосомы, небольшие повторяющиеся структуры, содержащие специализированные белки, называемые гистонами. На гистоновых белках клетки записывают уникальный химический код, который может рассказать нам об идентичности клетки и даже о биологических и патологических процессах, происходящих в ней. В последние годы многочисленные исследования успешно разработали процесс, с помощью которого можно «прочитать» эту информацию и, таким образом, выявить аномальную активность.
Новый подход, предложенный исследователями Еврейского университета, позволяет точно считывать эту информацию из ДНК в крови и использовать ее для определения природы заболевания или опухоли, того, где именно в теле она обнаружена, и даже насколько развита болезнь.
Инвазивная диагностика по крови станет доступной
Иерусалимская разработка основана на анализе эпигенетической информации внутри клетки — методе, который в последние годы все больше совершенствуется. «Мы поняли, что если эта информация сохраняется в структуре ДНК в крови, мы могли бы использовать эти данные для определения тканевого источника мертвых клеток и генов, которые были активны в этих самых клетках. На основе этих результатов мы можем раскрыть ключевые детали о здоровье пациента,- объясняет профессор Фридман.- Мы можем лучше понять, почему клетки погибли, будь то инфекция или рак, и на основании этого лучше понять, как развивается болезнь.»
Наряду с очевидными диагностическими преимуществами этого процесса, новый анализ является неинвазивным и гораздо менее дорогостоящим, чем традиционные биопсии. Доктор Ронен Саде уверен, что этот подход позволит диагностировать болезни значительно раньше и поможет врачам более эффективно лечить пациентов. «Осознавая потенциал этого подхода и возможные масштабы его применения для диагностики и терапии,- говорит он,- мы создали компанию «Senseera», которая будет участвовать в клинических испытаниях в партнерстве с крупными фармацевтическими компаниями с целью сделать этот инновационный подход доступным для многих больных.»