West China Hospital создала ДНК-наномашины для выявления двух мутаций EGFR при раке лёгкого в плазме без амплификации

Исследователи West China Hospital Сычуаньского университета разработали ДНК-наномашины, усиленные молекулярными наполнителями, которые обнаруживают мутации циркулирующей опухолевой ДНК (ctDNA) и превращают их в электрические сигналы, сообщает eurekalert.org. Платформа одновременно выявляет две мутации без амплификации ДНК, ферментативных реакций и маркировки мишени. Работа находится на стадии лабораторных испытаний и проверки на клинических образцах. eurekalert.orgeurekalert.orgeurekalert.orgОткрыть источник ↗

Фрагменты ctDNA, которые опухолевые клетки выделяют в кровь, позволяют неинвазивно получать молекулярную информацию, но их мало на фоне гораздо большего количества ДНК неопухолевых клеток. Авторы предлагают чувствительный метод с более простой процедурой, который дополнил бы существующие подходы жидкой биопсии.

Как устроены наномашины

Структуры собраны из самособирающихся цепей ДНК, связанных ионами Ag+ или Hg2+. Ионы служат репортёрами, поскольку дают различимые электрические сигналы. Когда связывается подходящая ДНК-мишень, структура разбирается и высвобождает ионы, что позволяет измерить мишень.

Команда испытала несколько молекулярных наполнителей. Метиленовый синий подавил неспецифическую утечку ионов и снизил фоновый сигнал. По сравнению с системой без наполнителя аналитическая чувствительность выросла в 100 раз, отношение сигнал/шум в 2,5 раза. Пределы обнаружения составили 5,2 амоль/л для EGFR L858R и 6,0 амоль/л для EGFR T790M. Плазму требовалось разбавить и нагреть, без выделения или обогащения нуклеиновых кислот; реакция с мишенью шла 60 минут. eurekalert.orgeurekalert.orgeurekalert.orgОткрыть источник ↗

Результаты на плазме пациентов

Анализы проверили на плазме 66 пациентов с неметастатическим немелкоклеточным раком лёгкого, не получавших лечения; эталоном был qPCR. Оба анализа EGFR показали AUC 0,96 при разделении qPCR-положительных и qPCR-отрицательных образцов.

По сравнению с 30 здоровыми добровольцами сигнал L858R дал чувствительность 54,5% и специфичность 100%. Сигнал T790M различал плохо, AUC составила 0,52. T790M в основном связана с приобретённой устойчивостью к терапии, направленной на EGFR, и редка до лечения; с этим авторы связывают результат. Для оценки мониторинга устойчивости нужны более крупные когорты пациентов, получающих такую терапию.

Платформу также адаптировали к BRAF V600E, мутации, связанной с папиллярным раком щитовидной железы. В 38 образцах плазмы пациентов совпадение с ARMS-qPCR составило 94,7%, AUC 0,97. eurekalert.orgeurekalert.orgeurekalert.orgОткрыть источник ↗

Предварительный анализ показал различия сигналов, связанных с мутациями, между метастатической и неметастатической группами. Авторы отмечают, что нужны более крупные продольные исследования с учётом опухолевой нагрузки, стадии болезни и предыдущего лечения. Дальше планируют расширить набор обнаруживаемых мутаций, повысить мультиплексность и объединить метод с компактными электрохимическими устройствами.