研究者らは、がん細胞が産生する重要なタンパク質を検出できる高感度の血液検査を開発した。
この検査はがんの早期発見に期待できると研究者らは報告している。
ほとんどのがんは目立たないように保つことで致命的となり、治療が不可能になるまで進行するまで症状を引き起こしません。 卵巣がんと胃食道がんは、このずる賢い病気の進行で最も悪名高いがんの XNUMX つであり、多くの場合、末期診断につながります。
範囲が限られていたり、高価であったり、侵襲的な組織サンプリングに依存したりする多くのがん検査とは異なり、この新しい方法は、LINE-1-ORF1pとして知られる証拠となるタンパク質の存在を検出できる、低コストの複数のがん検出器です。 、XNUMX時間以内に微量の血液が流れます。
「このアッセイは、致死性癌の早期診断検査として画期的な可能性を秘めています」とロックフェラー大学細胞・構造生物学研究室長のマイケル・P・ラウト氏は言う。 「この種の超高感度検出機器は、革新的な方法で患者の転帰を改善する準備ができています。」
がんバイオマーカーの検出
がんバイオマーカー検出は、まだ発展していない分野です。 このようなバイオマーカーは多数ありますが、欠点がある場合があります。 外科的生検が必要な場合もあります。 症状が出現した後にのみ採用される方法もあり、効果的な介入には遅すぎる可能性があります。 ほとんどは正常なヒトのタンパク質であり、人によってばらつきがあるため、単一の値を解釈することが困難になります。 そして多くは特定のがんを標的にしており、その範囲が狭まっています。
しかし最近、早期発見のための重要な新しいバイオマーカーが出現した可能性があります。 LINE-1 ORF1p として知られるこのタンパク質は、約 1 年前に研究者の注目を集めました。 LINE-1 はレトロトランスポゾンであり、すべてのヒト細胞に存在するウイルス様要素で、コピーアンドペースト機構を通じて複製し、ゲノムの新しい位置に新しいコピーを生成します。 ORFXNUMXp は、がんにおいて高レベルで産生されるタンパク質です。
「トランスポゾンは通常、精子と卵子、および胚発生中に発現します。そのため、状況によってはトランスポゾンが非病理学的に発現することがあります」と共著者であり、LINE-1 研究を専門とするジョン・ラカバ准教授は言う。 「しかし、そうでないと、これらの『ジャンプ遺伝子』はゲノム内で沈黙してしまいます。なぜなら、その活性が細胞内にストレスや傷害を引き起こすからです。」
ほとんどの場合、体は LINE-1 を抑制します。
「LINE-1の発現とORF1pの生成を妨げるメカニズムは何層にもわたっており、トランスクリプトームを制御できなくなった不健康な細胞の代用としてこのタンパク質の存在を利用することができます」とLaCava氏は言う。 「健康な人の血流中にORF1pが見つかるはずがない。」
過去XNUMX年間で、食道、結腸、肺、乳房、前立腺、卵巣、子宮などの最も一般的で致死的な癌の多くを含む、「これらのタンパク質がほとんどの癌で高度に上昇していることが十分に明らかになった」と彼は言う。膵臓と頭と首。
癌細胞は病気の発症時から ORF1p を生成するため、研究者は長い間、ORF1p をできるだけ早期に検出するための高感度で正確な検査を求めてきました。 がんが広がる前に患者のがんを発見できれば、命が救われる可能性があります。
ラマからのカスタムナノボディ
ロックフェラーの研究者らは、マサチューセッツ・ジェネラル・ブリガム、ハーバード大学のウィス生物学的インスピレーション工学研究所、ダナ・ファーバーがん研究所の主任研究員、および他の提携機関と協力して、体内のORF1pを検出できる高速かつ低コストのアッセイを開発した。人間の血液の半分以上を占める血漿。
この新しい研究では、共著者であるハーバード大学のデイビッド・ウォルト氏が開発した「Simoa」として知られる単一分子ベースの検出技術が使用されている。 ロックフェラー チームは、以下から派生および設計されたカスタム ナノボディに貢献しました。 炎 ORF1pタンパク質を捕捉する捕捉試薬として、またそれを検出する高感度プローブとして機能します。
「私たちは、結腸直腸がんにおけるORF1pと他のタンパク質との分子結合を捕捉し、記述するという使命の一環として、これらの試薬を開発しました」とLaCava氏は言う。 「ほとんどの結腸直腸がんには LINE-1 タンパク質が豊富に含まれていることはわかっていたので、それらが形成する相互作用ががんに有益な方法で正常な細胞機能を調節不全にしている可能性があると考えました。 LINE-1 粒子を分離することで、これらの相互作用を詳しく観察できるようになりました。 その後、ハーバード大学の共同研究者が開発中のバイオマーカーアッセイに同じ試薬を利用できることが明らかになったので、それらを共有しました。」
研究者らは、このアッセイが、卵巣がん、胃食道がん、結腸直腸がんなど、さまざまながん患者の血液サンプル中の ORF1p を非常に正確に検出できることを発見しました。 作成コストは 3 ドル未満で、結果はすぐに返されます。
マサチューセッツ総合病院病理学部のマーティン・テイラー氏は、「この検査がさまざまな種類のがんに対していかにうまく機能するかに衝撃を受けた」と、同誌の研究論文の筆頭著者であるマーティン・テイラー氏は語る。 がん発見.
研究者らはまた、マサチューセッツ・ジェネラル・ブリガム・バイオバンクに献血した400歳から20歳までの健康な人々90人の血漿を分析した。 ORF1p は 97 ～ 99% で検出できませんでした。 検出可能なORF1pを持っていたXNUMX人のうち、最も高いレベルの人がXNUMXか月後に進行性前立腺がんであることが判明した。
がん治療への反応
アッセイのもう 1 つの潜在的な用途は、患者ががん治療にどのように反応しているかをモニタリングすることです。 治療が効果的であれば、患者の血液中のORF19pレベルは低下するはずだとLaCava氏は言う。 研究の一環として、研究者らは胃食道がんの治療を受けている13人の患者を調査した。 治療に反応した1人では、ORFXNUMXpのレベルがアッセイの検出限界を下回った。
LaCava氏は、タンパク質の追跡は日常的な医療に潜在的に組み込まれる可能性があると述べている。 「人生の中で健康な時期には、ベースラインを確立するためにORF1pレベルを測定することができます。 その後、医師は、あなたの健康状態の変化を示す可能性のある ORF1p レベルの上昇に注意を払うだけです。 ところどころで ORF1p の小さな変動がある可能性がありますが、スパイクはより詳細な調査の原因となるでしょう。」
この研究結果は、インタラクトミクスの研究を通じて生成されたナノボディ試薬の計り知れない可能性も示しているとラウト氏は言う。 インタラクトミクスは、細胞内の何百万もの個々の成分、特にタンパク質と核酸の動的な相互作用を理解しようとしています。 これらの相互作用は、情報を伝達し、細胞の挙動を制御する高分子複合体を形成します。 これらの相互作用における病原性変化がすべての病気の根底にあります。
「インタラクトームを明らかにし、分析するための、より優れたツールに対する本質的なニーズがあり、そのニーズはまだ満たされ始めたばかりです」とラウト氏は言います。 「そのために、私たちはラマ由来のナノボディなどの試薬の開発で他の機関と協力することがよくあります。 結果として得られる製品は単なる研究ツールではなく、医師の手にかかれば大きな可能性を秘めています。」
情報源： 最初の研究
