Påvisning av kreftbiomarkører fra blodsam

Cholangiocarcinoma, også kjent som galleveiskreft, er en krefttype med karakteristisk høy dødelighet. På diagnosetidspunktet er de fleste galleveiskreftformer vanligvis allerede uhelbredelige. Dette er grunnen til at metoder for tidlig diagnose av gallekanalkreft er påtrengende.

Flytende biopsi, prøvetaking av ikke-fast biologisk vev som blod, får interesse som en rask og ikke-invasiv metode for å diagnostisere kreft. I motsetning til tradisjonelle biopsier som krever kirurgi og ofte generell anestesi, krever en flytende blodbiopsi bare et par milliliter blod, med minimal skade på pasienten.

Etter prøvetaking blir blodet screenet for spesifikke markører som indikerer tilstedeværelsen av kreftvev. For eksempel er spesifikke mønstre av mikroRNA (miRNA), korte ikke-kodende tråder av RNA, assosiert med forskjellige typer kreft og kan brukes til å diagnostisere kreftformer fra flytende biopsier med høy presisjon. Den lave konsentrasjonen av miRNA i blodprøvene gjør imidlertid påvisningen utfordrende.

Forskere ved Tokyo University of Agriculture and Technology har utviklet en ny metode for påvisning av kreft-miRNA-mønstre basert på DNA-databehandlingsteknologi. Den utviklede metoden viser potensial som et lovende verktøy for enkel og tidlig kreftdiagnose fra flytende biopsier med lave konsentrasjoner av målbiomarkører. Funnene ble publisert i det fagfellevurderte tidsskriftet JACS Au den 26. juni 2022.

“DNA-databehandling bruker de biokjemiske reaksjonene til de informasjonskodende DNA-molekylene til å løse problemer basert på formell logikk, på samme måte som vanlige datamaskiner gjør,” sa den korresponderende forfatteren Ryuji Kawano, professor ved Tokyo University of Agriculture and Technology (TUAT) i Japan. “I dette tilfellet ble et diagnostisk DNA-molekyl designet for å kunne binde fem forskjellige typer miRNA assosiert med gallekanalkreft. I prosessen med å binde miRNA-molekylene, konverterer det diagnostiske DNA-ekspresjonsmønsteret til miRNA-ene til informasjonen som finnes i form av en nukleinsyrestruktur.”

For å lese denne informasjonen bruker forskerne en metode som kalles nanopore-dekoding. I denne metoden føres DNA gjennom et hull i nanostørrelse, eller “pore”. Når molekylet passerer gjennom poren, vil det hindre strømmen av elektrisk strøm gjennom poren. Disse forstyrrelsene i strømmen gjennom poren kan deretter måles og brukes til å utlede egenskapene til det passerende molekylet. Når det gjelder det diagnostiske DNA, vil de bundne miRNA-ene “pakkes ut” fra DNA, noe som resulterer i en gjeldende hemming av karakteristisk amplitude og varighet. Gjennom statistisk analyse av utpakningsdataene til miRNA-mønstrene, var forskerne i stand til å gjenkjenne kreftspesifikke uttrykksmønstre selv fra kliniske prøver med ekstremt lave konsentrasjoner av miRNA. Dette er en betydelig forbedring innen nanopore-diagnostikk, da nanoporemålinger generelt har blitt ansett som ute av stand til å påvise nukleinsyrer på så lave nivåer, noe som har undergravd bruken av teknologien i kliniske applikasjoner.

###

For mer informasjon om Kawano-laboratoriet, vennligst besøk http://web.tuat.ac.jp/~rjkawano/index_en.html

Originalpublikasjon:

Nanami Takeuchi, Moe Hiratani og Ryuji Kawano*,
Mønstergjenkjenning av mikroRNA-ekspresjon i kroppsvæsker ved bruk av Nanopore-dekoding ved sub-femtomolar konsentrasjon
JACS Au2022,
https://doi.org/10.1021/jacsau.2c00117
*: tilsvarende forfatter

Om Tokyo University of Agriculture and Technology (TUAT):

TUAT er et anerkjent universitet i Japan dedikert til vitenskap og teknologi. TUAT fokuserer på landbruk og ingeniørfag som danner grunnlaget for industrien, og fremmer utdanning og forskningsfelt som omfatter dem. Med en historie på over 140 år siden grunnleggelsen i 1874, fortsetter TUAT å frimodig ta på seg nye utfordringer og jevnlig promotere felt. Med høy etikk oppfyller TUAT samfunnsansvar i egenskap av å overføre vitenskapelig og teknologisk informasjon mot konstruksjonen av et bærekraftig samfunn der både mennesker og natur kan trives i et symbiotisk forhold. For mer informasjon, vennligst besøk http://www.tuat.ac.jp/en/.

---

---

Ansvarsfraskrivelse: AAAS og EurekAlert! er ikke ansvarlig for nøyaktigheten av nyhetsmeldinger som er lagt ut på EurekAlert! ved å bidra med institusjoner eller for bruk av informasjon gjennom EurekAlert-systemet.