Чувствительная техника выявляет колоректальный рак в образцах тканей

Разработан новый чувствительный метод, позволяющий выявлять колоректальный рак в образцах тканей; метод имеет все шансы, чтобы в один прекрасный день начать применяться в клинических условиях для ранней диагностики рака толстой кишки.

Данный метод измеряет активность белка, называемого ДНК (цитозин-5)-метилтрансфераза 1 (ДНМТ1), в качестве возможного индикатора ракового перерождения. ДНМТ1 является метилтрансферазой, ферментом, ответственным за метилирование ДНК, представляющее собой добавление метильной группы к одному из оснований ДНК.


Химики из Калифорнийского технологического института (Пасадена, штат Калифорния, США) разработали электрохимическую платформу для измерения активности ДНМТ1 в образцах сырой ткани – таких, которые содержат весь материал из ткани, а не только ДНК или, например, рибонуклеиновую кислоту (РНК). По существу, конструкция платформы была основана на концепции ДНК-опосредованного переноса заряда в сочетании с идеей, что ДНК может вести себя как провод, позволяя электронам проходить через него, и тем фактом, что проводимость этого ДНК провода чрезвычайно чувствительна к ошибкам в самой ДНК.

Ученые начали с того, что создали два массива золотых электродов, один поверх другого, встроенные в тефлоновые блоки, разделенные тонким буфером, который образует колодец для раствора. Они подсоединили цепочки ДНК к нижним электродам, а затем добавили поврежденное содержимое образца ткани к колодцу с раствором. Выждав некоторое время для того, чтобы любой ДНМТ1 в образце ткани метилировал ДНК, они добавили рестрикционный фермент, который повреждал ДНК, если метилирования не происходило и если ДНМТ1 был неактивным. При приложении электричества к нижним электродам образцы с активностью ДНМТ1 пропускали ток непосредственно к верхним электродам, где активность могла бы быть измерена.

Используя платформу, ученые измерили активность ДНМТ1 в 10 парах образцов человеческой ткани, каждая из которых состояла из образца колоректальной опухоли и прилегающей здоровой ткани от того же самого пациента. При последовательном сравнении образцов в каждой паре обнаруживалась значительно более высокая активность ДНМТ1, гиперметилирование, в опухолевой ткани. Следует отметить, что было обнаружено некоторое соответствие между количеством ДНМТ1 в образцах и наличием рака; соответствие было связано с активностью.

Авторы пришли к выводу, что гиперактивность ДНМТ1 в качестве индикатора ракового перерождения, электрохимически измеренная, не наблюдалась явным образом с помощью имеющихся стандартных методов анализа ДНМТ1, в том числе маркировки тритием, обратной транскрипции количественной полимеразной цепной реакции (ОТ-КПЦР) и вестерн-блоттинга. Таким образом, электрохимическая платформа имеет потенциал для обеспечения чувствительного метода обнаружения связанных с ДНМТ1 раковых перерождений с большей надежностью, чем современные методы анализа ДНМТ1.

Жаклин К. Бартон, доктор философии, профессор химии и старший автор исследования, говорит: "Анализ обеспечивает надежное и чувствительное измерение гиперметилирования. Похоже, что гиперметилирование является хорошим показателем онкогенеза, так что этот метод может обеспечить удобный путь для раннего выявления рака при наличии гиперметилирования". Исследование было опубликовано 25 июня 2015 года в журнале Chemistry & Biology.

Ссылки по теме:
California Institute of Technology