System wczesnego ostrzegania przeciwnowotworowego

Nowotwory stanowią grupę chorób o jednym z najwyższych wskaźników chorobowości i umieralności (druga pozycja w strukturze umieralności po chorobach układu krążenia). Według szacunków 1 na 6 zgonów na świecie jest spowodowanych chorobą nowotworową. Jednym z podstawowych problemów w onkologii jest zbyt późne rozpoznanie nowotworu, co znacząco wpływa na rokowanie u pacjentów onkologicznych. Dlaczego nowotwory są najczęściej rozpoznawane w późnym stadium zaawansowania? Przyczyn jest kilka. Wśród najważniejszych należy wymienić niską świadomość oraz bagatelizowanie niepokojących sygnałów wysyłanych przez nasz organizm. Często wczesne objawy nowotworu są niespecyficzne. Mogą sugerować inne choroby. Dlatego też tak ważne jest zgłoszenie lekarzowi obserwowanych nietypowych objawów oraz wykonywanie badań profilaktycznych. Okazuje się jednak, że większość z nas lekceważy podstawowe zasady profilaktyki. Szwajcarscy naukowcy udowadniają, że zapobieganie nowotworom może być dużo prostsze. Dlaczego? Wyniki badania opublikowano w czasopiśmie Science Translational Medicine.

Naukowcy z ETH Zurich (Bazylea, Szwajcaria) opracowali innowacyjną metodę wczesnego wykrywania nowotworów. Sieć syntetycznych genów umożliwia wczesne rozpoznanie 4 rodzajów nowotworów, w tym nowotworu gruczołu krokowego, płuc, jelita grubego oraz piersi. W jaki sposób? System wykrywa hiperkalcemię, czyli podwyższony poziom wapnia we krwi. W badaniach stwierdzono, że stężenie wapnia we krwi wzrasta wraz z progresją nowotworu. Sieć genów jest umieszczana w implancie, który następnie wprowadza się pod skórę pacjenta. Implant na bieżąco monitoruje stężenie wapnia we krwi. Przekroczenie określonej wartości stężenia wapnia we krwi w dłuższym okresie czasu wywołuje kaskadę sygnałów, które z kolei prowadzą do produkcji melaniny w zmodyfikowanej genetycznie grupie komórek. Na skórze pojawia się brązowy znak przypominający pieprzyk, który może świadczyć o rozwijającym się nowotworze. „Pieprzyk” pojawia się na długo przed tym zanim nowotwór mógłby zostać wykryty za pomocą dostępnych metod diagnostycznych. Po pojawieniu się „pieprzyka” pacjent powinien zgłosić się do lekarza w celu przeprowadzenia pogłębionej diagnostyki.

„Wczesne rozpoznanie nowotworu znacząco zwiększa szansę przeżycia pacjenta” – mówi Prof. Martin Fussenegger, jeden z autorów badania – „Przykładowo, gdy nowotwór piersi zostanie rozpoznany na wczesnym etapie, szansę na wyzdrowienie szacuje się na 98%. W przypadku późnej diagnozy, szansa na wyzdrowienie spada do 25%. Obecnie pacjenci trafiają do lekarza gdy pojawiają się objawy choroby nowotworowej. Niestety często jest wówczas za późno”.

Implant opracowano w dwóch wersjach. „Pieprzyk” pojawiający się na skórze może być zauważalny gołym okiem lub w podczerwieni, aby zniwelować ewentualny poziom stresu odczuwanego przez pacjenta. Dotychczas implant przetestowano na modelu zwierzęcym, tj. myszach i świniach. Kolejnym krokiem jest rozpoczęcie badań wśród ludzi. Autorzy wskazują na pewne ograniczenie metody jaką jest krótki czas przydatności implantu. Czas przeżycia żywych komórek znajdujących się w implancie wynosi około roku. Po tym czasie komórki muszą zostać wymienione na nowe.

Podsumowując, implant opracowany przez szwajcarskich naukowców stwarza nadzieję na przełom we wczesnym diagnozowaniu choroby nowotworowej, co przyczyniłoby się nie tylko do istotnego zmniejszenia wskaźników umieralności, ale i również ograniczenia kosztów wynikających z opieki nad pacjentami onkologicznymi. Autorzy badania wskazują, że idea „biomedycznego tatuażu” mogłaby zostać wykorzystana w diagnostyce wielu innych chorób, np. chorób neurodegeneracyjnych oraz zaburzeń hormonalnych. Należałoby jedynie dopasować odpowiednie dla choroby biomarkery. Trzymamy kciuki za powodzenie tych badań!

Źródło:

• Tastanova A., Folcher M., Müller M. et al. Synthetic biology-based cellular biomedical tattoo for detection of hypercalcemia associated with cancer. Science Translational Medicine, 2018; 10 (437).

• https://www.sciencedaily.com/releases/2018/04/180418141454.htm

• http://www.who.int/en/news-room/fact-sheets/detail/cancer