Подсчет копий определенного гена в клетках, собранных из образца мочи, может обеспечить простой, неинвазивный способ обнаружения рака мочевого пузыря, группа ученых под руководством исследователей из Техасского университета М. D. Онкологический центр Андерсона сообщает в журнале Национального института рака.
Когда контрольный ген, киназа Aurora A, многочислен и сверхэкспрессирован в уротелиальных клетках, следуют ошибки во время деления клеток, команда также обнаружила. В новых клетках слишком мало или слишком много хромосом вместо нормальных пар из 23 хромосом.
"Аномальное количество хромосом – самая фундаментальная особенность – сигнатура – рака человека," сказал старший автор Богдан Черняк, М.D., Ph.D., профессор в М. D. Отделение патологии Андерсона. "Мы дополнительно прояснили роль, которую ген киназы Aurora A (AURKA) играет в этой дезагрегации хромосом при раке мочевого пузыря.
"В качестве биомаркера киназа Aurora A может обнаруживать рак мочевого пузыря в мочеиспускании с высокой степенью чувствительности и специфичности," Черняк сказал.
Рак мочевого пузыря является пятым по распространенности онкологическим заболеванием в США: ежегодно регистрируется около 68 000 новых случаев и около 14 000 смертей. Обычно это диагностируется после того, как у пациента появляются симптомы при биопсии ткани, удаленной во время цитоскопического исследования мочевого пузыря или микроскопического анализа клеток, обнаруженных в моче.
FISH находит ген, выявляющий рак мочевого пузыря
Команда использовала флуоресцентную гибридизацию in situ (FISH) для подсчета копий гена в уротелиальных клетках мочевого пузыря, взятых из образцов мочи. Слепой анализ образцов от 23 пациентов с раком мочевого пузыря и семи контрольных групп, не страдающих от рака, показал, что биомаркер AURKA идентифицировал все 23 случая рака и правильно охарактеризовал шесть из семи контрольных образцов как не имеющих рака мочевого пузыря.
Тест на биомаркеры был подтвержден в образцах мочи от отдельной группы из 100 пациентов с раком мочевого пузыря и 148 контрольных. Слепой анализ показал, что биомаркер точно идентифицировал 87 случаев рака и охарактеризовал 96 случаев.6 процентов контрольных образцов не имеют рака, что дает только пять ложноположительных результатов.
Цитологический анализ был проведен на дополнительных образцах из 59 больных раком. Микроскопическое исследование клеток выявило 48 из 59 видов рака (81.4 процента). Девять из 11 случаев, неправильно охарактеризованных цитологическим исследованием, были правильно идентифицированы с помощью теста FISH Aurora kinase A. "Похоже, что биомаркер лучше, чем цитологический анализ клеток, выделенных из мочи," Черняк сказал.
"Наш следующий шаг – разработать U.S. Утвержденный Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов, коммерчески доступный тест," Черняк сказал. Это потребует независимой проверки в проспективных мультиинституциональных клинических исследованиях. В случае одобрения тест может выявить новые и рецидивирующие случаи раньше, что приведет к увеличению сохранности мочевого пузыря и увеличению выживаемости.
Большая киназа A Aurora, большая путаница в хромосомах
В серии экспериментов, которые привели к анализу мочи, ученые продемонстрировали, что сверхэкспрессия киназы Aurora A тесно связана с хромосомной дезагрегацией, и оба они чаще всего возникают при наиболее агрессивных формах рака мочевого пузыря.
Ген кодирует белок, важный для упорядоченного деления клеток и равной сегрегации хромосом. Киназа Aurora A является критическим белком, участвующим в дупликации, созревании и распределении центросом, которые функционируют во время деления клеток, обеспечивая получение двумя дочерними клетками нормальных 23 пар хромосом.
Соавтор текущего исследования Subrata Sen, Ph.D., доцент кафедры М. D. Отделение молекулярной патологии Андерсона и его коллеги показали в 1998 году, что AURKA является онкогеном, который сверхэкспрессируется и амплифицируется при многих типах рака человека, что способствует образованию аномальных центросом. Это, в свою очередь, приводит к аномальному количеству хромосом в дочерних клетках – состоянию, которое называется анеуплоидией.
Сен, Черняк и другие показали, что ген AURKA сверхэкспрессируется и многочисленен при раке мочевого пузыря человека, а в 2004 году сообщили, что он дестабилизирует и подавляет борющийся с раком ген p53.
Основываясь на этой работе, команда проанализировала 15 парных образцов рака мочевого пузыря и близлежащего уротелия на предмет гиперэкспрессии AURKA. Более высокие уровни экспрессии были связаны с опухолями высокой степени злокачественности на поздних стадиях с аномальным количеством хромосом. Затем они проанализировали 11 линий рака мочевого пузыря и обнаружили тесную корреляцию между высокими уровнями экспрессии AURKA и множественными копиями хромосом.
Наконец, они вызвали сверхэкспрессию AURKA в линии уротелиальных клеток и обнаружили, что большая активность гена была связана с четырехкратным увеличением количества клеток с более чем тремя центросомами, двукратным увеличением клеток с множественными копиями хромосом 3, 7 и 17, и четырехкратное увеличение процента клеток с аномальным количеством хромосом.
Источник: Техасский университет М. D. Онкологический центр Андерсона