Алан Лэмбовиц, преподаватель в Институте Клеточной и Молекулярной биологии и Отделе Молекулярных Биологических наук и его команде изучает древний фермент у бактерий, которые могут использоваться, чтобы обнаружить части генетического материала, потерянного раком или другими больными клетками в кровоток пациента.Много текущих жидких биопсий могут обнаружить ДНК в крови; другие могут обнаружить РНК, хотя они имеют тенденцию пропускать много ключевых биомаркеров РНК и неправильно истолковывать других. Но этот древний фермент, описанный в работе, опубликованной сегодня в журнале Molecular Cell, обнаруживает полный спектр РНК с намного более высокой точностью, которая полезна для понимания и общий профиль болезни, такой как рак и определенная информация о ее деятельности в конкретном пациенте. Этот улучшенный метод мог обеспечить ключевой инструмент для врачей, преследующих мечту о медицине точности или трактовки, скроенные людям на основе их генетики и жизненных историй, а также уникальных аспектов их болезней.
В этом новом исследовании постдокторский исследователь Дженнифер Стэмос раскрыла впервые молекулярную структуру этого обнаруживающего РНК фермента в действии, предложив подсказки о том, как это работает и как это может быть улучшено для использования в медицинских тестах.И ДНК и РНК имеют генетическую информацию, полезную для понимания болезненного состояния, такого как рак. ДНК похожа на меню в ресторане, содержа всю информацию о еде, из которой может выбрать клиент в любой данный день, тогда как РНК похожа на заказ клиента – числа и определенные типы еды, которую на самом деле требуют.
«Биомаркеры ДНК статичны. Они предоставляют информацию о мутациях, которые вызывают болезнь, но они не предоставляют информацию об эффекте этих мутаций на клеточных процессах, которые могут отличаться по различным людям», сказал Ламбовиц. Это – одна причина, вызывающая рак мутация может иметь различные эффекты и ответить по-другому на лечение, в зависимости от человека, ключевое соображение для персонализированной медицины.В отличие от этого, «Контроль клеточных РНК обеспечивает снимок точно, что происходит в больной ткани, такой как опухоль, в определенное время», сказал Ламбовиц. «Метод может использоваться, чтобы контролировать ежедневное развитие болезни и ответа на лечение и предсказать, как различные люди с тем же самым раком поддадутся другому лечению».
Lambowitz предполагает жидкую биопсию, которая, в сочетании с другими инструментами, предоставила бы медицинским работникам всю эту информацию. Группа ферментов, которые он изучает и что он верит, может помочь, названы TGIRTs (объявленный поясами СВЯЗИ), короткий для теплоустойчивых транскриптаз перемены интрона группы II.
TGIRTs находят берега РНК и создают комплементарные нити ДНК, которые кодируют ту же самую информацию и могут быть быстро упорядочены, чтобы предоставить диагностическую информацию. Поскольку они в состоянии точно сделать копии ДНК почти любого типа РНК от очень небольших количеств стартового материала, они сделали бы лучшую работу по ловле биомаркеров для болезни, чем что-либо в настоящее время доступное в ОСНОВАННОЙ НА РНК жидкой биопсии, по данным Lambowitz.Lambowitz и его команда сотрудничают с клиницистами, чтобы проверить жидкие биопсии на основе этого фермента TGIRT.
Один, в Онкологическом центре МД Андерсона Техасского университета в Хьюстоне, внимании на воспалительный рак молочной железы. Другой, в City Надежды Национальный Медицинский центр под Лос-Анджелесом, сосредотачивается на множественной миеломе, форме рака, который затрагивает клетки в костном мозге.
Если бы успешный, эти новые жидкие биопсии уже присоединились бы к другим методам жидкой биопсии в использовании, таким как то, которое диагностирует в крови беременных матерей хромосомные отклонения в развивающемся зародыше.TGIRTs – древние ферменты, что дата ко времени, когда генетическая информация хранилась, главным образом, в РНК, но жизнь переходила к ДНК. Другое основное открытие исследования состояло в том, что ферменты TGIRT удивительно подобны ферментам от вирусов РНК, которые копируют РНК. Это подчеркивает потенциальную эволюционную роль TGIRTs и других тесно связанных ферментов в эволюции современных организмов, которые используют ДНК для генетического материала.
Другой соавтор исследования – Альфред Ленч, аспирант в молекулярных биологических науках.Эта работа была поддержана Национальными Институтами Здоровья и валлийским Фондом.Ферменты TGIRT и методы для их использования – предмет патентов и заявок на патент, которые лицензировались Техасским университетом и Университетом Восточного Теннесси к компании ответвления Техасского университета, InGex LLC.
Lambowitz и университет – держатели акции меньшинства в InGex, и университет, Lambowitz и некоторые его нынешние и бывшие члены лаборатории получают уплату роялти от продажи ферментов TGIRT и комплектов и лицензирования интеллектуальной собственности.