Ученые разработали комплекс для персонализированного диагностирования онкологии
В Институте химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН разработали первый отечественный комплекс программ и методик. Он позволяет быстро создавать тест-системы для молекулярно-генетического тестирования пациентов с онкологическими заболеваниями при помощи высокопроизводительного секвенирования (NGS).
Молекулярная диагностика играет немаловажную роль в лечении онкологии, так как возникновение онкопатологии связано с накоплением мутаций в молекулах ДНК. На сегодняшний день для анализа нуклеотидной последовательности ДНК в основном используются традиционные подходы, которые включают метод секвенирования по Сэнгеру, основанный на электрофорезе. На сегодняшний день современная разработка лекарственных препаратов, позволяющих бороться с опухолью, эволюционировала: от препаратов общего плана — цитотоксических — до разработки таргетных лекарственных препаратов. Использование молекулярно-генетической диагностики в онкологии особо актуально и важно. Это дает возможность выбирать оптимальные протоколы терапии в зависимости от молекулярного профиля опухоли, применяя персонализированный подход.
В лаборатории фармакогеномики ИХБФМ СО РАН ученые занимаются созданием диагностических подходов, основанных на использовании высокопроизводительного секвенирования NGS (англ.: next generation sequencing), а также современных биоинформационных методов, способных генерировать максимально полную и понятную информацию для клинического онколога. Комплекс систем молекулярно-генетического тестирования включает в себя отечественный протокол приготовления библиотек фрагментов ДНК, а также программу для автоматической обработки получаемых при секвенировании больших массивов данных, которая выявляет клинически значимые мутации и представляет результаты в виде отчета, понятного врачу-клиницисту. Разработка диагностических подходов позволяет за короткие сроки создавать готовые к применению тест-системы, детектирующие тысячи различных мутаций у пациентов.
В основе таких подходов лежит использование технологии NGS, которые позволяют секвенировать как весь геном или экзом, так и панели, включающие только необходимые целевые гены, изменения в которых характерны для каждой локализации опухоли. «Мы можем одновременно устанавливать определенную последовательность нуклеотидов в миллионах молекул ДНК, тем самым повышая скорость исследования и увеличивая объем получаемых данных», — говорит младший научный сотрудник лаборатории фармакогеномики ИХБФМ СО РАН кандидат биологических наук Андрей Андреевич Кечин.
Секвенирование нового поколения может применяться в клинической онкологии в диагностических и прогностических целях. Благодаря своей высокой производительности и чувствительности технологии NGS составляют конкуренцию традиционным методам, которые сейчас активно используются в клинической практике. В отдельных случаях не обязательно применять NGS. Иногда традиционные методы диагностики могут быть более подходящими в силу быстроты выполнения теста и себестоимости. «Для некоторых болезней расширяется количество известных специфических изменений в геноме опухоли, которые могут определять тактику лечения опухоли. Эти изменения можно и нужно выявлять мультиплексно, то есть в один момент времени, — поясняет заведующий лабораторией фармакогеномики ИХБФМ СО РАН кандидат биологических наук Максим Леонидович Филипенко, — поэтому технологии, позволяющие выполнять такой тип анализов, стали привлекательнее, чем традиционные подходы».
Одно из самых смертельных заболеваний — аденокарцинома рака легкого. Несмотря на то, что существует множество исследований и разработок новых препаратов, летальность от этого недуга очень высока: каждый год в мире умирает около 1,6 млн человек. Почти 50 % пациентов диагностируются на стадиях, когда рак уже неоперабелен. Кроме того, локализация опухоли и состояние людей часто не позволяют получить достаточное количество биоматериала, чтобы произвести анализ. «NGS-тестирование, благодаря высокой производительности, за один раз дает нам большой объем генетической информации, поэтому применение методов NGS для диагностики рака легкого дает шанс уменьшить количество летальных исходов среди онкобольных», — говорит научный сотрудник лаборатории фармакогеномики ИХБФМ СО РАН кандидат биологических наук Ульяна Александровна Боярских.
Сейчас секвенирование нового поколения применяется в основном для научных исследований, так как технология еще не прошла официальную регистрацию для использования в медицинских целях в России. «Онкобольной может получить услугу бесплатно в рамках, например, программы, которую инициировало Российское общество клинической онкологии. Врачи регистрируют пациента и направляют в нашу или другие лаборатории, работающие в рамках этой программы, — говорит Максим Филипенко. — Некоторые эффективные лекарственные препараты, уже прошедшие регистрацию, и даже входящие в список жизненно важных препаратов, могут, тем не менее, не иметь зарегистрированного сопровождающего диагностического теста. У нас бывают такие парадоксы. Это связано с тем, что область персонализированного лечения достаточно быстро развивается и за ней очень тяжело успевать государственным регулирующим структурам».
Технология NGS — прекрасная опция, дающая возможность быстро назначить пациенту необходимое лечение, которое продлит ему жизнь. На данный момент в целях — наладить производство комплекса систем молекулярно-генетического тестирования пациентов с помощью секвенирования NGS, зафиксировать его в регламентирующих органах, то есть сделать его публично и официально доступным.
Фото из открытых интернет-источников.