Onderzoekers hebben een merkwaardig verschil ontdekt tussen het DNA van kankercellen en dat van gezonde cellen, en deze bevinding kan leiden tot een nieuwe bloedtest voor kanker.
Het verschil? Kanker-DNA heeft een vrij sterke affiniteit voor goud, volgens een nieuwe studie. Deze functie lijkt algemeen te zijn voor kanker-DNA in het algemeen, ongeacht het type kanker, aldus de onderzoekers.
De onderzoekers profiteerden van deze bevinding en ontwierpen een nieuwe test waarbij gouden nanodeeltjes worden gebruikt om kanker op te sporen. De gouddeeltjes veranderen van kleur afhankelijk van het al dan niet aanwezig zijn van kanker-DNA. Het resultaat was een eenvoudige en snelle test die kanker in slechts 10 minuten kon detecteren, volgens de studie die vandaag (4 december) is gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications.
'Je kunt het met het oog detecteren - zo simpel is het', zegt hoofdauteur Matt Trau, een professor en senior groepsleider aan het Australische Institute for Bioengineering and Nanotechnology van de University of Queensland, in een verklaring.
Het werk is echter voorlopig en er is veel meer onderzoek nodig voordat deze test nuttig kan zijn voor patiënten, vertelden externe experts aan WordsSideKick.com.
DNA van kanker "methylscape"
De nieuwe studie richtte zich op het "epigenoom", of chemische modificaties aan DNA die genen "aan" of "uit" zetten. Deze modificaties veranderen de DNA-sequentie niet, maar beïnvloeden in plaats daarvan hoe cellen genen "lezen". Een voorbeeld van een epigenetische verandering is DNA-methylering, de toevoeging van een methylgroep of een "chemische dop" aan een deel van het DNA-molecuul. Deze wijziging voorkomt dat bepaalde genen tot expressie komen.
Eerder onderzoek heeft aangetoond dat het patroon van DNA-methylering in kankercellen verschilt van dat in gezonde cellen. In het bijzonder heeft kanker-DNA clusters van methylgroepen op specifieke locaties en bijna geen methylering elders, terwijl de methylgroepen van normaal DNA gelijkmatiger zijn verdeeld over het hele genoom. De onderzoekers noemden dit methyleringspatroon het 'methyleringslandschap' of 'methyllandschap'.
En hoewel dit "methyllandschap" zou kunnen dienen als biomarker voor kanker, hadden onderzoekers geen goede manier om het te detecteren.
Dus in plaats van zich te concentreren op de methylering zelf, keken de onderzoekers in de nieuwe studie naar wat de methylering deed met de algehele structuur en chemische eigenschappen van het kanker-DNA.
De onderzoekers ontdekten dat het methyllandschap van kanker-DNA ervoor zorgt dat DNA-fragmenten opvouwen tot 3D "nanostructuren" die affiniteit hebben voor goud. Daarentegen vouwt normaal DNA op een iets andere manier, wat niet resulteert in zo'n sterke affiniteit voor goud, aldus de onderzoekers.
Dus ontwikkelden de onderzoekers een test die gebruik maakt van dit vermogen van kanker-DNA om aan goud te blijven plakken. Als kanker-DNA aanwezig is, zullen de gouden nanodeeltjes een andere kleur krijgen dan als kanker-DNA niet aanwezig is. De test kan gebruik maken van "circulerend vrij DNA" of DNA dat door kanker of gezonde cellen in het bloed wordt afgegeven.
De onderzoekers hebben hun technologie getest op ongeveer 200 monsters van kankerpatiënten en gezonde mensen, en ontdekten dat de test tot 90 procent nauwkeurig was bij het detecteren van kanker.
Nieuwe kankertest?
Dr. Jeffrey Weber, de adjunct-directeur van het Perlmutter Cancer Center aan de Langone Health van de New York University, noemde de nieuwe studie 'grote wetenschap' en juichte het idee toe om op zoek te gaan naar een manier om het kanker-DNA-methyllandschap te detecteren. Weber, die niet bij het onderzoek betrokken was, zei echter dat het werk 'nog maar het begin' is. Hij voegde eraan toe dat er grotere onderzoeken nodig zijn om de nauwkeurigheid van de test te evalueren, evenals of deze nuttig zou kunnen zijn voor patiënten, vergeleken met bestaande tests.
"Het zal veel werk zijn om dit soort om te zetten in een echt, klinisch nuttig", vertelde Weber aan WordsSideKick.com.
Joyce Ohm, universitair hoofddocent oncologie aan het Roswell Park Comprehensive Cancer Center in Buffalo, New York, was het ermee eens dat het werk "een opwindende potentiële vooruitgang" is bij het zoeken naar een algemene epigenetische biomarker voor kanker. Maar ze voegde eraan toe dat de studie op dit punt 'een zeer principieel bewijs' was.
Momenteel detecteert de test alleen de aanwezigheid van kanker, niet het type kanker. Het is ook onduidelijk hoe hoog het niveau van kanker-DNA moet zijn om de test te laten werken, wat van invloed zou zijn op hoe vroeg in de loop van de ziekte de test zou kunnen worden gebruikt, aldus de onderzoekers.
In zijn huidige vorm zou de test minder geschikt zijn als screeningstest, aangezien hij geen soorten kanker kan detecteren, vertelde Ohm aan WordsSideKick.com. Maar als de techniek verder wordt ontwikkeld, is de monitoring van bestaande kankerpatiënten op terugkeer van de ziekte misschien de meest directe mogelijke toepassing, zei ze.
De onderzoekers erkenden dat hun test verder moet worden onderzocht, 'maar het ziet er echt interessant uit als een ongelooflijk eenvoudige' universele marker 'van kanker', zei Trau in de verklaring. Het is ook aantrekkelijk "als een zeer toegankelijke en goedkope technologie die geen ingewikkelde laboratoriumapparatuur zoals DNA-sequentiebepaling vereist", zei hij.
