Новый тест отслеживает происхождение ДНК для отслеживания отторжения трансплантата и выявления скрытых раков

О новом методе, который может отслеживать, из каких тканей и органов поступает ДНК в нашей крови, было сообщено сегодня в журнале eLife с открытым доступом .

Метод, получивший название GETMap, можно использовать в пренатальном скрининге, чтобы контролировать отторжение трансплантата органов или тестировать на рак, скрытый в организме.

«Было показано, что анализ циркулирующей свободной ДНК полезен для выявления ранних бессимптомных форм рака», — объясняет первый автор Ванся Гай, научный сотрудник Китайского университета Гонконга, САР Гонконг, Китай. «Поскольку изменения ДНК, связанные с раком , присутствуют при широком спектре типов рака, обнаружение таких изменений может использоваться в качестве универсального теста для скрытого рака. Тем не менее, у пациентов с положительным результатом теста вам все равно необходимо проводить последующие тесты. для определения местоположения опухоли, например, с помощью позитронно-эмиссионной томографии всего тела или ПЭТ-сканирования ».

Чтобы решить эту проблему, команда разработала тест, который ищет генетические различия , а также эпигенетические изменения ДНК (изменения, которые не влияют на последовательности ДНК), известные как метилирование. ДНК в наших клетках имеет уникальный «отпечаток пальца» метилирования. Сравнение отпечатков метилирования различных генетических типов молекул ДНК, циркулирующих в крови , например молекул плода, трансплантированного органа или опухоли, с отпечатками различных тканей, позволяет определить, откуда взялась ДНК.

Команда сначала проверила свой подход на беременных женщинах, которые знали, что ДНК крови будет включать ДНК матери, плода или и того, и другого. Как и ожидалось, GETMap обнаружил, что ДНК, несущая специфичные для плода генетические маркеры, несет сигнатуры метилирования исключительно из плаценты. С другой стороны, молекулы ДНК, несущие генетические маркеры, специфичные для матери, несут сигнатуры метилирования лейкоцитов . Молекулы ДНК, несущие генетические маркеры, общие для матери и плода, были получены из обеих тканей.

Затем они протестировали этот подход на крови, сданной пациентами после трансплантации легких . Обнаружение необычно высоких концентраций ДНК из пересаженного органа в крови может быть признаком отторжения органа. Но сразу после трансплантации часто наблюдается необъяснимый всплеск донорской ДНК в крови реципиента. Это затрудняет определение того, отторгается ли орган, если используются только генетические маркеры. Используя комбинацию генетических и эпигенетических маркеров, команда определила происхождение этого всплеска донорской ДНК.

Через 72 часа после трансплантации только 17% циркулирующей ДНК было из легких по сравнению с 78% из клеток крови. Этот удивительно высокий вклад клеток крови, вероятно, был связан с высвобождением ДНК из клеток крови в кровеносных сосудах трансплантированного легкого. Со временем количество циркулирующей ДНК из легких увеличилось, а количество из клеток крови уменьшилось. Также оказалось, что в крови пациентов, чьи новые легкие были отторжены, было больше ДНК донорских легких, по сравнению с теми, у кого была успешная трансплантация.

Команда также проверила, может ли GETMap определить происхождение ДНК опухолевого происхождения в крови. У двух пациентов с раком печени они обнаружили, что 90% и 87% ДНК плазмы, несущей мутации, пришли из печени. Чтобы проверить это, им нужно было знать точные мутации опухоли, которые они искали, а ткань опухоли не всегда доступна, если ее местоположение неизвестно. Поэтому команда попыталась использовать отпечатки пальцев метилирования для выявления раковых мутаций непосредственно из ДНК крови, а не из опухолевой ткани. Хотя было обнаружено меньше мутаций, печень все же была правильно идентифицирована как источник опухолевых молекул. Это говорит о том, что GETMap может помочь выявить ткани и местоположение скрытых раковых образований у людей, у которых в крови есть опухолевые маркеры.