Vēža molekulārais profils

Audzēja molekulārais profils demonstrē audzēja unikālās ģenētiskās īpašības, t.i., norāda uz specifiskām strukturālām izmaiņām, kuras ietekmē gan slimības attīstību, gan tās ārstēšanu. Šīs pazīmes sauc arī par vēža jeb audzēju biomarķieriem. Vēža šūnās tiek noteikti dažādi biomarķieri, kas saistīti ar konkrētiem gēniem vai olbaltumvielām. Daži biomarķieri informē par audzēja agresivitāti vai prognozē dzīvildzi, citi norāda uz iezīmju esamību vai neesamību, kas saistītas ar zāļu iedarbības efektivitāti. Detalizēta biomarķieru pārbaude ļauj izvēlēties pacientam optimālāko ārstēšanas variantu.

Ko nozīmē jēdziens “DNS sekvenēšana”?

DNS jeb dezoksiribonukleīnskābe ir slāpekļa nukleotīdu polimērs. Ar “DNS sekvenēšanu” saprot DNS molekulas nukleotīdu secības nolasīšanu. Lai nolasītu audzēja DNS jeb molekulāro profilu, tiek izmantotas dažādas molekulārās bioloģijas testēšanas metodes – PCR, NGS, PyroSeq metode, Sangera sekvenēšana u.c. Šo metožu pamatā tiek meklētas ar neoplastisko procesu saistīto gēnu izmaiņas jeb defekti, kuriem varētu būt vai ir pierādīta būtiska nozīme audzēja attīstībā. Tomēr gēnu izmaiņas vien ne vienmēr ir pilnībā atbildīgas par vēža šūnu attīstību, augšanu vai iznīcināšanu. Ir būtiski noteikt visus iespējamos faktorus, kuri ietekmē audzēju veidošanos. Tādēļ ir nepieciešams noteikti arī audzēja šūnu olbaltumvielu biomarķierus. Izmantojot imunhistoķīmijas metodes(IHC, FISH / CISH u.c. metodes), iespējams atspoguļojot atsevišķu olbaltumvielu klātbūtni, neesamību vai aktivitāti audzējā.

Veicot audzēju biomarķieru un gēnu molekulārā profila testēšanu iespējams identificēt zāles, kurām var būt potenciāla terapeitiska iedarbība noteiktā audzējā, kā arī tās, kuras, visticamāk, nebūs efektīvas, un tās, kurām ir augsts blakusparādību risks. Šo informāciju sasaistot ar ārstēšanas rezultātiem un pielietotajām zālēm, regulāri papildinot klīniskās informācijas datu bāzi, jau nākamajiem pacientiem iespējams vēl precīzāk izvēlēties atbilstošāko terapiju.

Audzēja molekulārās profila testēšanas priekšrocības

  • Dod iespēju jūsu ārstam piemeklēt jums viss atbilstošāko ārstēšanas metodi;
  • dod norādi par zālēm ar potenciālu klīnisku ieguvumu;
  • dod norādes par terapiju, kura iepriekš nav apsvērta, jo nav iekļauta vadlīnijās;
  • dod iespēju netikt ārstētam ar zālēm bez klīniskā ieguvuma;
  • samazina iespēju saņemt zāles, kuras var dot toksicitāti bez terapeitiskā ieguvuma;
  • dod iespēju iesaistīties klīniskajos pētījumos un tikt ārstētam ar jaunākajām zālēm.

Tehnoloģijas

Audzēju genoma molekulārā profilēšanā tiek izmantotas jaunākās DNS un olbaltumvielu marķieru molekulārās bioloģijas testēšanas metodes.

PCR - polimerāzes ķēdes reakcija

Polimerāzes ķēdes reakciju (Polymerase chain reaction – PCR) ļoti plaši izmanto visdažādākajās bioloģijas un medicīnas nozarēs, kā arī diagnostikā, DNS fragmentu pavairošanai, mutaģenēzē un sekvenēšanai. Ar PCR palīdzību no maza audzēja DNS daudzuma (dažām molekulām) iespējams iegūt vairākus mikrogramus audzējam identiska DNS. Analizējamais DNS tiek izolēta no audzēja parauga pēc biopsijas vai pēc operācijas, vai arī no asinīm. Veicot tālāku audu parauga analīzi, piemēram, sekvenēšanu, car iegūt datus vai analizējamā audu paraugā kāds no gēniem vai vairāki gēni ir mainījušies (mutējuši) un vai arī DNS ķēdē ir kļūdas to secībā. Konstatētās gēnu izmaiņas dod norādes par iespējamām terapeitiskajām indikācijām un atbilstošas mērķterapijas izvēli

DNS sekvenēšana:

DNS sekvenēšana ir nukleotīdu, t.i., gēnu DNS struktūras komponentu secības (izkārtojuma) nolasīšanas tehnika. Analizējot audzēja audu DNS struktūru un to salīdzinot ar gēnu secību, kas atrodama veselās, neizmainītās šūnās, ļauj atpazīt un atrast vēža šūnas, kā arī konstatēt vēža šūnu rašanās iemeslus. Molekulārajā profilēšanā izmanto vairākas metodes, ar kurām iespējams veikt DNS secību nolasīšanu.

Sākotnēji tika izmantotas pirmās paaudzes skevenēšanas metodes jeb viens paraugs vienā reakcijā.

1. NGS - nākamās paaudzes sekvenēšana

NGS ir viena no modernākajām molekulārās bioloģijas metodēm. Tas ļauj vienlaicīgi pētīt vairāku desmitu vaiNGS ir viena no modernākajām molekulārās bioloģijas metodēm. Tas ļauj vienlaicīgi pētīt vairāku desmitu vai pat simtu gēnu izmaiņas. NGS metodi cita starpā izmanto, lai analizētu mutāciju klātbūtni gēnos, pētītu gēnu kopiju skaitu (nepareizu skaitu) un to saplūšanu (gēnu kombinācija).

NGS sekvenēšana ir sadalīta vairākos posmos, kas ietver:

  • DNS paraugu sagatavošanu;
  • specifisku DNS fragmentu izolēšanu;
  • DNS veidnes izveidošanu;
  • DNS veidņu pavairošanu;
  • vairāku DNS veidņu paralēlu testēšanu;
  • un datu analīzi.

2. Sangera sekvenēšana

Šī ir viena no DNS sekvenēšanas metodēm. Tās pamatā ir DNS ķēdes sintēzes terminācija, izmantojot modificētus nukleotīdus. To lieto, lai identificētu mutācijas vai apstiprinātu to rašanos, ja tās ir atklātas gēnos ar citām metodēm.

3. PyroSeq – pirosekvenēšana

Pirosekvenēšana ir vēl viena DNS sekvenēšanas metode, kuras pamatā ir enzimātiska reakcija. Šī metode nosaka mutāciju klātbūtni gēnos, apstiprina to klātbūtni un pārbauda arī DNS modifikācijas, piemēram, metilēšanu, kas tieši ietekmē gēnu aktivitāti.

IHC – imūnhistoķīmiskā krāsošana

IHC (imūnhistoķīmiskā krāsošana) ir tests, kas parāda olbaltumvielu biomarķieru klātbūtni materiālā, kas ņemts no audzēja. Olbaltumvielas ir gēnu produkti, tāpēc to analīze ir svarīga arī profilēšanā, jo gēnu izmaiņas var izraisīt patoloģisku olbaltumvielu veidošanos, to darbības traucējumus vai to neesamību.

Atsevišķu olbaltumvielu noteikšanai tiek izmantotas īpaši iezīmētas – marķētas antivielas, kas saistās tikai ar specifiskiem proteīniem. Ja testējot audzēja audu paraugus tajos atrodas specifiskas olbaltumvielas, veidojas olbaltumvielu-antivielu kompleksi. Šo kompleksu klātbūtni apstiprina ar mikroskopisko analīzi. Veicot šos testus, tiek identificēts tā sauktais audzēja imūnfenotips, kas informē par specifisku olbaltumvielu klātbūtni audzēja šūnās un ļauj konstatēt audzēja augšanas faktorus, kuros šīs olbaltumvielas piedalās. Olbaltumvielu marķieru noteikšanai ir liela nozīme terapijas izvēlē, jo tā iespējams iegūt daudz vairāk informācijas par zāļu efektivitāti, kas saistīta ar olbaltumvielu biomarķieriem, salīdzinot ar datu daudzumu, kas balstīts tikai uz sekvenēšanu un gēnu mutāciju analīzi.

FISH/ CISH

Fluoriscentā in situ hibridizācijas (FISH) metode un hromogēna in situ hibridizācijas (CISH) metode ir citoģenētiskas metodes, ko izmanto, lai noteiktu specifisku DNS sekvenci ģenētiskajā materiālā. Mikroskopiskās izmeklēšanas laikā, izmantojot specifiskas krāsvielas , audzēja audu paraugos ir iespējams noteikt gēnu piesaistīšanās (hibridizācijas) vietas un analizēt tās. FISH / CISH metodes ļauh atklāt gēnu delēcijas (trūkst gēna), gēnu kopiju skaita izmaiņas, translokācijas (pārpozicionēšana) un gēnu saplūšanu. Šo izmaiņu noteikšanai ir liela nozīme, izvēloties piemērotu pretvēža terapiju.