Молекулярные биомаркеры РНК помогают обнаружить многие виды рака на ранней стадии

Ранние методы скрининга обещают снизить смертность от рака, особенно благодаря анализу биомаркеров в жидких биоптатах. Биологи продемонстрировали, как электрическая детекция нуклеиновых кислот на уровне отдельных молекул может облегчить подобные применения.

В новой статье, опубликованной в научном журнале Scientific Reports, Кешани Г. Гунасингхе и группа химиков из Массачусетского университета (США) исследовали потенциал электрохимического обнаружения РНК-биомаркеров рака для устройств скрининга рака.

Чувствительная к последовательностям проводимость устройства позволяет различать мутанты. Специфичность биосенсора к одной молекуле обеспечивает высокое отношение сигнал/шум. Полученные результаты открывают путь к разработке миниатюрных биоэлектронных сенсоров для одной молекулы, которые могут произвести революцию в скрининге рака.

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) считает рак основной причиной смерти. Смерть от рака можно предотвратить благодаря ранней диагностике и лечению.

Раннее выявление рака может стать возможным благодаря неинвазивному анализу образцов жидкой биопсии.

Жидкая биопсия выявляет специфические для рака биомаркеры в крови или слюне, в число которых входят опухолевые клетки или нуклеиновые кислоты опухоли, такие как варианты ДНК и РНК опухоли — ctDNA и ctRNA.

Обычно обнаружить ct-нуклеиновую кислоту (ctNA) в жидкой биопсии сложно из-за её низкой концентрации и низкой частоты мутаций. Однако биоинженеры применили нанотехнологии с помощью метода STMBJ, который недавно был использован для первого высокочувствительного обнаружения одиночной молекулы.

Геномные исследования биомаркеров рака, включая Проект анализа полного генома рака, Международный консорциум по геному рака и Атлас генома рака, собрали данные о раке по всему геному для нескольких типов опухолей.

Это позволило учёным идентифицировать потенциальные мутационные последовательности РНК-биомаркеров рака, обнаруженных в образцах жидкой биопсии. Например, ген KRAS саркомы — хорошо известный онкоген с высокой частотой мутаций при нескольких распространённых видах рака, таких как аденокарцинома поджелудочной железы, колоректальный рак и меланома.

Генные мутации, вызывающие рак, обычно связанные с мутациями в кодоне 12, присутствуют в 46% аденокарцином лёгких, известных как G12, в то время как эта мутация присутствует во многих случаях колоректального рака и рака поджелудочной железы. Команда сосредоточилась на двух конкретных мутациях, которые охватывают широкий спектр видов рака и перспективны для будущих методов скрининга.