Jednoduchý odběr krve by jednou mohl poskytnout více informací o zdravotním stavu různých orgánů najednou. Výzkumný tým z University of California, Los Angeles vyvinul postup nazvaný MethylScan, který analyzuje takzvanou volně cirkulující DNA v krevní plazmě. Jde o drobné úlomky DNA, jež se do krve uvolňují při zániku buněk. Studie zveřejněná v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences ukazuje využití metody při vyhledávání několika nádorových onemocnění, sledování rizika rakoviny jater i rozlišování některých jaterních chorob.
DNA uvolněná z buněk nenese jen genetickou informaci. Obsahuje také vzorce metylace, tedy chemické značky ovlivňující aktivitu genů, které se liší mezi tkáněmi a mohou se měnit při nemoci. Vzorek volně cirkulující DNA proto představuje směs signálů z různých částí těla. Pro analýzu je však obtížné zachytit slabý signál nemocné tkáně, protože velká část této DNA v krvi pochází z bílých krvinek. Autoři uvádějí, že u zdravých lidí připadá na krevní buňky přibližně 85 procent volně cirkulující DNA.
MethylScan tento problém řeší enzymy citlivými na metylaci. Ty štěpí vybrané úseky málo metylované DNA, která představuje převážně pozadí z krevních buněk. Následné sekvenování se tak může soustředit na oblasti, kde lze hledat výrazněji metylované úlomky DNA z jiných tkání. Autoři zvolili cílený panel oblastí genomu místo úplného čtení metylace napříč celou DNA. Podle jejich výpočtu stačí k dosažení efektivní hloubky sekvenování 300násobné pokrytí data o objemu 5 Gb na vzorek; skutečná cena vyšetření však bude záviset i na laboratorním zpracování a klinickém provozu.
Čtyři typy nádorů ve studovaných vzorcích
Metodu vědci použili na 1 061 vzorcích plazmy. Soubor zahrnoval 460 lidí s nádory jater, plic, vaječníků nebo žaludku a 601 osob bez těchto nádorů. Mezi nimi byli pacienti s chronickými jaterními nemocemi, lidé s nezhoubnými plicními uzly i návštěvníci nemocnice bez rakoviny. Při rozlišení čtyř sledovaných druhů nádorů dosáhl model plochy pod křivkou ROC 0,938. Tento ukazatel shrnuje, jak dobře test odděluje pozitivní a negativní případy; hodnota 1 znamená dokonalé rozlišení.
Při nastavené specificitě 98 procent, tedy při podílu správně negativních výsledků mezi lidmi bez nádoru, test zachytil 63,3 procenta nádorů napříč všemi stádii. U časných stadií činila citlivost 55,3 procenta. Výsledek tedy neznamená, že by jediný test spolehlivě odhalil každý časný nádor: v tomto souboru zůstala téměř polovina časných nádorových případů nezachycena. Studie navíc hodnotila pouze čtyři konkrétní typy nádorů, nikoli všechny onkologické diagnózy.
Samostatně tým prověřoval využití testu při sledování lidí s vyšším rizikem hepatocelulárního karcinomu, nejčastějšího primárního nádoru jater. V této úloze vykázal MethylScan citlivost 79,6 procenta při specificitě 90,4 procenta. Model určený k rozlišení hepatitidy B, hepatitidy C, onemocnění jater spojeného s alkoholem a metabolicky podmíněného ztučnění jater dosáhl přesnosti 84,7 procenta, avšak spolehlivé zařazení poskytl jen u 62,4 procenta zkoumaných pacientů. Slabší výsledky autoři popsali zejména u skupin s alkoholovým a metabolickým onemocněním jater, kde měli méně dat pro trénování modelu.
Signál z orgánu není konečná diagnóza
Výzkumníci rovněž zkoumali, zda lze z metylačních vzorců odhadovat podíl DNA pocházející z jednotlivých orgánů. U lidí s nemocí jater nebo s nádorem jater našli ve srovnání s kontrolní skupinou vyšší zastoupení DNA připisované játrům. U pacientů s rakovinou plic byl obdobně vyšší podíl DNA připisované plicní tkáni. Takový nález může ukazovat na zvýšené poškozování nebo odumírání buněk v daném orgánu, sám o sobě ale neurčuje příčinu a nenahrazuje zobrazovací vyšetření, další laboratorní testy ani potvrzení diagnózy z tkáně.
Práce je ranou analytickou a klinickou studií provedenou na již odebraných vzorcích a pro jednotlivé úlohy používala oddělené skupiny a modely strojového učení. Neprokazuje proto, že by v běžné praxi existoval jeden hotový screeningový test, který současně určí všechny nemoci i přesné místo vzniku nádoru. Autoři sami poukazují na technické limity metody: enzymatické štěpení sice výrazně snižuje pozadí z krevních buněk, ale některé nežádoucí úlomky mohou štěpení uniknout. Než by se MethylScan mohl používat jako plošné vyšetření, bude nutné ověřit jeho výsledky v nezávislých a početnějších skupinách lidí, zejména v populaci bez známek onemocnění.
Zdroj: ScienceDaily
Tento článek byl vytvořen s pomocí umělé inteligence a redakčně zkontrolován.