Płynna biopsja – rewolucyjna metoda wczesnej diagnostyki nowotworowej

Żyjemy w świecie, w którym wzrost zachorowań na nowotwory już nikogo niestety nie dziwi. I chyba większość z nas wie, że czas rozpoznania choroby ma istotne znaczenie dla skuteczności podjętej terapii. Zarówno lekarze, jak i pacjenci czekają na nowe metody, które pomogą ujarzmić tę cywilizacyjną chorobę w zarodku. Jedną z nich opracowała warszawska firma Genomed.

Naukowcy od lat szukają rozwiązań, które pozwoliłyby wykryć nowotwór na bardzo wczesnym etapie, kiedy szanse na skuteczne pokonanie go są większe niż wtedy, gdy diagnoza wykazuje zaawansowane stadium choroby. W takie poszukiwania zaangażował się też Genomed – firma ze znaczącymi osiągnięciami w dziedzinie genomiki, zajmująca się m.in. diagnostyką molekularną opartą na sekwencjonowaniu DNA i wprowadzaniu na tej podstawie rozwiązań na polski i zagraniczny rynek.

– Nasza działalność biegnie w dwóch kierunkach – zajmujemy się diagnostyką chorób genetycznych i jesteśmy największym w Polsce centrum sekwencjonowania DNA – mówi dr. hab. Anna Boguszewska-Chachulska, prezes zarządu firmy Genomed SA. Obecnie spółka świadczy swoje usługi ponad 300 ośrodkom naukowym, firmom biotechnologicznym oraz instytucjom medycznym w Polsce. W latach 2010-2012 na zlecenie Instytutu Matki i Dziecka w ramach ogólnopolskiego programu badań przesiewowych noworodków wykonywała sekwencjonowanie DNA i analizę diagnostyczną genu odpowiedzialnego za wystąpienie mukowiscydozy. Może też pochwalić się realizacją wielu innych projektów, m.in. współfinansowanych przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, jak „Polski genom referencyjny dla diagnostyki genomowej i medycyny spersonalizowanej” (w ramach programu INNOTECH) czy „Innowacyjna strategia diagnostyki, profilaktyki, aduwantowej terapii wybranych schorzeń neurodegeneracyjnych w populacji” (w ramach programu „Profilaktyka i leczenie chorób cywilizacyjnych – STRATEGMED”).

Krok w przyszłość. Płynna biopsja

W Polsce obecność nowotworu w organizmie chorej osoby jest zwykle stwierdzana na podstawie technik obrazowych (np. RTG, tomografia komputerowa), kiedy choroba jest już bardzo zaawansowana i ma postać guzów. Oznacza to równocześnie gorsze rokowania na wyleczenie. Tymczasem procesy nowotworowe toczą się w organizmie dużo wcześniej. W początkowej fazie choroby do krwiobiegu osoby, u której rozwija się nowotwór, z komórek nowotworowych uwalniany jest tzw. wolnokrążący DNA nowotworowy (ctDNA – circulating tumor DNA).

I to właśnie on jest poszukiwany w metodzie tzw. płynnej biopsji, dzięki której stawiana jest wczesna diagnoza dotycząca nowotworu. Wypracowanie tej metody było sednem projektu realizowanego przez zespół Genomedu.

– Temat płynnej biopsji pojawia się w specjalistycznej literaturze od około dziesięciu lat. Moje myślenie o zastosowaniu jej w diagnostyce onkologicznej oferowanej przez Genomed jest nieznacznie krótsze. Izolacją wolnokrążącego DNA zajmowaliśmy się od 2015 r., jeszcze przed obecnym projektem, który pomógł nam ukierunkować i pogłębić prace badawcze. Realizacja tego zadania była możliwa dzięki pracy kierowanego przeze mnie multidyscyplinarnego zespołu, złożonego z diagnostów, w tym dr Moniki Jurkowskiej, kierownika laboratorium diagnostyki genetycznej Genomed SA, i dr. Artura Kowalika ze Świętokrzyskiego Centrum Onkologii (ŚCO), biologów molekularnych i bioinformatyków oraz lekarza genetyka klinicznego

– mówi dr. hab. Anna Boguszewska-Chachulska.

Innowacyjność w Praktyce. Jak działa płynna biopsja

Metodyka zastosowana w płynnej biopsji opiera się na najnowszych osiągnięciach biologii molekularnej – tzw. sekwencjonowaniu następnej generacji (Next-Generation Sequencing – NGS), które wykorzystywane jest zarówno do wykrywania mutacji w wybranych genach czy ograniczonych regionach genów, jak i do analizy całego genomu pacjenta. Płynna biopsja umożliwia – po pierwsze – wczesne wykrycie choroby nowotworowej i określenie mutacji, co pozwala dobrać terapię ukierunkowaną i spersonalizowaną – najlepszą w danym przypadku. Po drugie, z jej pomocą będzie można obserwować skuteczność zastosowanej terapii, wykrywać nawroty choroby i śledzić ewolucję genomu nowotworowego w trakcie leczenia. Kolejną zaletą tej metody diagnostycznej jest nieinwazyjność – do badania służącego wykryciu wolnokrążącego DNA nowotworowego pobierana jest po prostu krew żylna, podobnie jak przy wykonywaniu standardowego badania biochemicznego krwi. Jest to dużo łatwiejsze i mniej stresujące dla pacjentów niż tradycyjna biopsja polegająca na chirurgicznym pobraniu wycinka tkanki. Co warto podkreślić, klasyczna biopsja jest nieskuteczna w przypadku przerzutów do wielu narządów – nie można w ten sposób zdobyć pełnej informacji o chorobie. Tymczasem dane na temat nowotworu uzyskane dzięki płynnej biopsji dają kompleksowy obraz zaawansowania procesu. Poza tym krew wykorzystywana do badań jest materiałem genetycznym dobrej jakości, odpowiednim w metodzie NGS, w przeciwieństwie do materiału z biopsji tradycyjnej, często uszkodzonego wskutek utrwalania w formalinie i zabezpieczania w parafinie.

Etap praktyczny: droga do wykorzystania w opiece zdrowotnej

W ramach projektu specjaliści zajmujący się diagnostyką genetyczną zaprojektowali tzw. panel diagnostyczny, czyli rodzaj szerokiego badania, które ma objąć wszystkie geny lub warianty sekwencji genów istotne dla danej choroby. – Dzięki rozwojowi technologii sekwencjonowania możemy obejmować badaniem już całe dziesiątki genów, których mutacje były wykrywane w chorobie nowotworowej i zostały opisane w publikacjach naukowych. Szukaliśmy rozwiązania pozwalającego uwzględnić możliwie szeroki zakres genów, których zmiany mogą wpływać na rozwój choroby nowotworowej. Planowaliśmy objąć badaniem nowotwory piersi i jelita grubego oraz czerniaka. Jednak większość próbek, które zgromadziliśmy do badań dzięki współpracy z dr. Arturem Kowalikiem ze ŚCO, pochodzi od pacjentek z nowotworem piersi – w konsekwencji postanowiliśmy się skupić na tej chorobie. W przypadku nowotworu piersi panel diagnostyczny obejmuje 93 geny o różnej istotności dla przebiegu i leczenia tej choroby – tłumaczy Anna Boguszewska-Chachulska.

Choć projekt „Opracowanie metod nieinwazyjnej diagnostyki genetycznej i profilaktyki chorób nowotworowych – płynnej biopsji”, dofinansowany z funduszy europejskich, jest już zakończony, metoda nadal jest dopracowywana. Zespół Genomedu chce pogłębić analizę zgromadzonych danych, podsumować badania, opublikować ich wyniki w literaturze fachowej.

– Z ośrodkami medycznymi prowadzimy już rozmowy na temat tego, co moglibyśmy zaoferować pacjentom onkologicznym. Jednocześnie mamy potrzebę ostatecznej walidacji na większej liczbie próbek. Największym problemem, nad którym wciąż pracujemy, jest tzw. czułość metody. Jeśli ilość DNA nowotworowego krążącego we krwi jest bardzo mała, wykrycie wariantów patogennych może być utrudnione lub niemożliwe. Chcemy to zmienić, ulepszyć wykrywalność – deklaruje Anna Boguszewska-Chachulska.

Nadzieja na przyszłość

Dzięki dofinansowaniu z projektu laboratorium Genomedu wzbogaciło się w automat do izolacji DNA oraz serwer, którego pamięć pozwala przeliczać i zapisywać ogromne ilości danych otrzymywane podczas sekwencjonowania genomów nowotworowych. Na stronie http://plynnabiopsja.eu powstała też platforma umożliwiająca zdalny kontakt eksperta, lekarza i pacjenta.

W roku 2019 Genomed chciałby na zasadzie pilotażu zaproponować pierwszym pacjentom profilaktyczne sprawdzanie zmian strukturalnych w genomie metodą płynnej biopsji. – Zaangażowani w projekt lekarz genetyk i diagnosta-onkolog są entuzjastami tej metody. Możliwość wczesnego zaobserwowania zmian strukturalnych to naprawdę milowy krok w onkologii. Wypracowaną przez nasz zespół płynną biopsję możemy łączyć z innymi metodami diagnostycznymi, by uzyskać jak najbardziej kompleksową informację o zaawansowaniu choroby nowotworowej – mówi Anna Boguszewska-Chachulska. – Jeśli zgłoszą się do nas pacjenci, którzy po konsultacji z lekarzem uznają, że jest to dla nich najlepsze rozwiązanie, jesteśmy w stanie takie badanie wykonać w ciągu miesiąca.

Do dzieła!

Agata Rokita