STAMP-биопсия — новая технология для более точной и простой диагностики рака

Команда ученых из Сингапура разработала технологию малоинвазивной биопсии, с помощью которой можно точно определять и классифицировать раковые клетки, а также определять агрессивность заболевания.

Новая технология получила название STAMP — Сборка Топологии Последовательности для Мультиплексированного Профилирования. С ее помощью можно получить более полную информацию о заболевании на ранней стадии клинического процесса. Это даст возможность врачам выбирать и назначать лечение раньше и эффективнее.

В чем инновационность метода?

Биопсия — основной способ диагностики большинства видов рака. Малоинвазивные процедуры — более комфортны для пациентов. Однако они могут содержать недостаточное количество клеточного материала, что приведет к неполному или неокончательному диагнозу. Окончательный диагноз, такой как, например, стадия рака, часто ставится уже только после операции. И эта долгожданная информация затем используется для принятия решений о последующем лечении.

Технология , разработанная исследователями из Национального университета Сингапура (NUS), решает большинство проблем такого подхода. STAMP-биопсия предусматривает использование программируемых штрих-кодов ДНК для определения миллиардов белковых маркеров в одном тесте. А также обеспечивает представление о распределении этих белковых маркеров в клетках небольшого клинического образца.

Так при раке молочной железы STAMP обеспечивает диагностическую точность выше 94%. Это сопоставимо с уровнем золотого стандарта при гистопатологическом исследовании. Также метод способен предоставить важную клиническую информацию, которая в настоящее время может быть получена только после анализа ткани после операции.

И все это делается по небольшому образцу, полученному при пункционной аспирационной биопсии(FNA) — наименее инвазивной формы процедуры.

Сущность новой технологии

Современные подходы к исследованию тканевых образцов включают методы визуализации и микроскопии, которые сложны и занимают много времени. Но при этом имеют ограниченные возможности мультиплексирования.

ДНК существует в природе в виде длинных «лент» для хранения массивной генетической информации посредством комбинации базовых кодов. Помимо этой хорошо известной линейной формы, ДНК может быть «упакована» в компактные трехмерные наноструктуры с повышенной стабильностью. STAMP использует оба эти важные свойства ДНК — способность хранить большие объемы информации и программируемость для придания стабильной и компактной структуры.

3D Шрих-код — это отрезок молекулы ДНК с известной последовательностью нуклеотидов, который при попадании в клетку способен маркировать собой строго определенный белок-индикатор. При этом, сам штрих-код может храниться очень долго «упакованный в трехмерной структуре», а в момент проведения теста небольшой нагрев разворачивает его в ленту, которая способна связываться с белками-индикаторами.

Эти штрих-коды STAMP можно использовать для нахождения миллиардов белковых маркеров в одном тесте и определения конкретных положений этих белковых маркеров в клетках.

Чтобы облегчить клиническую обработку и измерение, исследовательская группа внедрила технологию STAMP на небольшом микрожидкостном чипе, размером примерно в половину размера кредитной карты. Результаты теста могут быть получены из небольшого количества ткани. Каждый такой тест оценивается в 50 долларов США.

Доказательства эффективности и перспективы использования

Чтобы проверить эффективность STAMP, исследовательская группа провела клиническое исследование с участием 69 пациентов с раком молочной железы. Биопсии FNA были собраны у каждого пациента и проанализированы с использованием STAMP. Для сравнения был выполнен анализ патологии по золотому стандарту на послеоперационных тканях для всех пациентов.

STAMP-анализ образцов FNA продемонстрировал высокий уровень точности — более 94%, для диагностики и подтипирования рака, что делает его таким же точным, как и анализ патологии хирургических тканей. Важно, что на основе комплексного анализа белковых маркеров STAMP также смог точно определить агрессивность заболевания по скудным образцам биопсии.

Ожидается, что технология появится на рынке в течение следующих пяти лет. Двигаясь вперед, исследовательская группа надеется расширить применение STAMP на рак головного мозга, рак легких и рак желудка.