15 марта 2021

Ученые Курчатовского института предложили способ неинвазивной диагностики рака мозга на основе анализа крови

Ученые НИЦ "Курчатовский институт" совместно с другими научными организациями изучили молекулярный состав экзосом, выделяемых клетками глиобластом. Речь идет о наиболее частом и наиболее агрессивном виде рака мозга, диагностика которого требует сложных инвазивных процедур. В ходе исследования ученые обнаружили в экзосомах глиобластом 11 белков, которые могут указать на наличие опасного заболевания. Специалисты полагают, что данная работа позволит создать новые неинвазивные способы диагностики злокачественных опухолей, основанные на выявлении специфических онкомаркеров в крови. Результаты этого исследования опубликованы в журнале Biomedicines.

"Результаты приобретают особое значение, потому что могут внести вклад в развитие неинвазивной диагностики опухолей мозга, – отмечает руководитель проекта, старший научный  сотрудник Лаборатории биосинтеза белка НИЦ "Курчатовский институт" – ПИЯФ Татьяна Штам. ­­– Это очень важно, ведь постановка таких диагнозов требует ряда подтверждающих исследований, например КТ головного мозга, а также биопсии тканей опухоли, которая невозможна без операционного вмешательства. Конечно, было бы лучше заменить сложные, опасные и болезненные для пациента манипуляции на простой анализ крови. Кроме того, такой метод будет давать более широкое представление о процессах, протекающих внутри опухоли, и позволит корректировать лечение".

Изученные в данной работе объекты – экзосомы – представляют собой микроскопические пузырьки (везикулы), которые клетки выделяют во внешнее пространство. Они присутствуют во всех жидкостях организма и играют важнейшую роль в системе межклеточного транспорта веществ и информации. Экзосомы можно обнаружить в спинномозговой жидкости, моче, слюне, слезах и, конечно, плазме крови.

"Логично предположить, что возникновение злокачественных клеток в организме приведет к появлению в плазме экзосом, несущих информацию об этом процессе, зашифрованную в виде определенных белковых маркеров и онкоспецифичных нуклеиновых кислот", – пояснила Татьяна Штам.

В данной работе специалисты изучили, какие белки присутствуют в составе экзосом, выделяемых глиобластомами. Эксперимент проводился на пяти различных клеточных линиях. Молекулярный состав везикул определяли с помощью масс-спектрометрии высокого разрешения. В результате ученые идентифицировали в экзосомах всех пяти клеточных линий 11 общих белков. Примечательно, что они вырабатываются в повышенном количестве именно в глиобластомах. На основании этих данных ученые составили панель белковых маркеров, с помощью которой можно установить "происхождение" экзосом: выяснить, были ли они произведены клетками рака мозга. Некоторые из этих белков могут рассматриваться как перспективные онкомаркеры, так как наличие их в экзосомах плазмы крови коррелирует со степенью злокачественности опухоли.

На следующем этапе ученые планируют продолжить свои исследования уже не на клеточных линиях, а на образцах крови пациентов с глиобластомой.

Также в работе приняли участие специалисты Научно-исследовательского института биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича и Дальневосточного федерального университета.

Справочно: Мультиформная глиобластома – наиболее злокачественная форма опухолей головного мозга и один из наиболее агрессивных видов рака. Среднее время выживания пациентов с глиобластомой – от 12 до 15 месяцев, а общая двухлетняя выживаемость составляет в среднем только 26%. В связи с этим ранняя диагностика очень важна для продления жизни больных. Несмотря на усилия медицинского и научного сообщества, надежный неинвазивный метод ранней диагностики глиобластомы до сих пор не удавалось разработать.

Российский научный центр "Курчатовский институт" был образован Указом Президента России в ноябре 1991 года на базе созданного в 1943 г. Института атомной энергии им. И.В.Курчатова (в то время Лаборатории N 2 Академии наук СССР) и стал первым государственным национальным научным Центром России. Центр подчинен непосредственно Правительству России и не входит в состав Российской Академии наук и отраслевых министерств.