Η δυνατότητα ανίχνευσης έξι τύπων καρκίνου με μια αιμοληψία γεννά ελπίδες για την πρώιμη διάγνωση της νόσου – Όταν δε πίσω από την σχετική έρευνα βρίσκεται ένας Έλληνας από το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης, τότε το ενδιαφέρον μεγαλώνει
Η έγκαιρη διάγνωση του καρκίνου μέσω ενός αιματολογικού τεστ μπορεί να σώσει ζωές, επιτρέποντας την έναρξη θεραπείας στα αρχικά στάδια, όταν η πρόγνωση είναι καλύτερη. Τέτοιες εξετάσεις μπορούν να βελτιώσουν συνολικά την επιβίωση και την ποιότητα ζωής των ασθενών.
Πρόκειται για εξετάσεις ωστόσο, που ακόμη δεν είναι διαθέσιμες, αλλά βρίσκονται σε πειραματικό στάδιο. Για αυτό το λόγο προκαλεί ενδιαφέρον η είδηση ότι επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης με συνεπικεφαλής τον Έλληνα βιολόγο
Δρ Δημήτρη Βαβουλή BSc, MRes, MSc, αναπτύσσουν αιματολογικό τεστ που ανιχνεύει τον καρκίνο σε πρώιμη φάση με ακρίβεια 94%. Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο
Nature Communications.
Το ygeiamou.gr μίλησε με τον Έλληνα βιολόγο, ο οποίος αφιέρωσε λίγο χρόνο μακριά από το εργαστήριό του προς όφελος της ενημέρωσης για την πρόοδο που συντελείται στον τομέα της πρώιμης διάγνωσης του καρκίνου.
«Από τα πρώτα μου χρόνια ως προπτυχιακός φοιτητής Βιολογίας στο Πανεπιστήμιο Πατρών με ενδιέφερε ο χώρος της Υπολογιστικής Βιολογίας. Αν και αυτό το ενδιαφέρον βρήκε αρχικά έκφραση στην Οικολογία και αργότερα στις Νευροεπιστήμες, με την αποκωδικοποίηση του ανθρώπινου γονιδιώματος και την εισαγωγή μοντέρνων τεχνολογιών ανάγνωσης του, άρχισα να συνειδητοποιώ ότι η Βιολογία μετατρέπεται σε μια Επιστήμη Δεδομένων (Data Science)» μας λέει ο κύριος Βαβουλής εξηγώντας τους παράγοντες που τον ώθησαν στο συγκεκριμένο πεδίο έρευνας στην Ογκολογία.
Σύμφωνα με τον ίδιο είναι ένας συνδυασμός επιστημονικών ενδιαφερόντων, προσωπικών επιλογών και τύχης που τον ώθησε στο συγκεκριμένο πεδίο έρευνας. Από το 2015, έχει ενταχθεί ως ερευνητής στο Κέντρο Μοριακής Διαγνωστικής του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης, το οποίο εξειδικεύεται στα αιματολογικά τεστ για την ανίχνευση του καρκίνου και στους μη επεμβατικούς προγεννητικούς ελέγχους με βάση αυτές τις τεχνολογίες. «Σε αυτόν τον χώρο μπορώ να συνδυάσω το ενδιαφέρον μου για την υπολογιστική προσέγγιση της Βιολογίας με την έρευνα πάνω σε προβλήματα με προφανή κοινωνική αξία» επισημαίνει.
Ποιοι βιοδείκτες ή ουσίες στο αίμα είναι κατάλληλοι υποψήφιοι για την ανίχνευση του καρκίνου
Η ανάπτυξη αιματολογικών τεστ για τη διάγνωση καρκίνου είναι ένα εξαιρετικά σημαντικό και περίπλοκο πεδίο έρευνας. Το ερώτημα που απασχολεί τον επιστημονικό κόσμο και το οποίο θέτουμε στον δρ Βαβουλή αφορά τους πιθανούς βιοδείκτες που αποτελούν τους κατάλληλους υποψήφιους για την πρώιμη διάγνωση του καρκίνου. Με απλά λόγια: τι μπορούμε να αναζητήσουμε στο αίμα και να μας βοηθήσει να αναγνωρίσουμε εγκαίρως την απειλή μιας νεοπλασίας.
«Υπάρχουν διάφορα βιολογικά σήματα στο αίμα τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν γι’ αυτόν τον σκοπό, όπως: α) Κυκλοφορούντα καρκινικά κύτταρα (circulating tumour cells), τα οποία αποκολλώνται από την μάζα του όγκου και κυκλοφορούν ελεύθερα στο αίμα, β) εξωσώματα (exosomes) και εξωκυταρρικά κυστίδια (extracellular vesicles) τα οποία περιέχουν πρωτεΐνες, λιπίδια και νουκλεϊκά οξέα από το καρκινικό κύτταρο και εκκρίνονται από αυτό στην κυκλοφορία, γ) πρωτεΐνες, όπως το καρκινικό αντιγόνο 125 (CA125), το ειδικό αντιγόνο του προστάτη (PSA), και η πρωτεΐνη ORF1p, δ) εξωκυτταρικά ριβονουκλεϊκά οξέα (cell-free RNA) και ε) εξωκυτταρικά δεοξυριβονουκλεϊκά οξέα (cell-free DNA). Η ανάλυση της τελευταίας κατηγoρίας σημάτων επιτρέπει την ανίχνευση σημειακών μεταλλάξεων (single nucleotide variants), μικρών (indels) και μεγάλων δομικών αλλαγών (copy number aberrations, translocations), μοτίβων επιγενετικών αλλαγών, όπως είναι οι μεθυλιωμένες κυτοσίνες, που χαρακτηρίζουν το γονιδίωμα του καρκινικού κυττάρου, και γενετικού υλικού ογκογόνων ιών, όπως οι HPV και EBV, που εμπλέκονται στην παθογένεση διαφόρων τύπων καρκίνου» επισημαίνει ο επιφανής βιολόγος.
Είναι ωστόσο ευαίσθητοι αυτοί οι βιοδείκτες για διαφορετικούς τύπους καρκίνου; Η αναζήτησή τους δηλαδή και το αποτέλεσμα που θα δώσουν, οδηγεί σε ασφαλή συμπεράσμα όσον αφορά την διάγνωση του καρκίνου; «Δεδομένου ότι ο καρκίνος είναι μια ασθένεια του γονιδιώματος, η ανάλυση του εξωκυτταρικού DNA που κυκλοφορεί στο αίμα επιτρέπει, στην θεωρία, την ανίχνευση οποιουδήποτε τύπου καρκίνου σε οποιοδήποτε στάδιο, υπό την προϋπόθεση φυσικά ότι ο συγκεκριμένος τύπος καρκίνου απορρίπτει αρκετό γενετικό υλικό στην κυκλοφορία και γνωρίζουμε εκ των προτέρων σε ποιες ιδιότητες αυτού του υλικού να εστιάσουμε. Στην πράξη, η ποσότητα του καρκινικού DNA είναι συνήθως ένα πολύ μικρό ποσοστό του συνολικού κυκλοφορούντος εξωκυτταρικού DNA και αυτό το ποσοστό γίνεται τόσο πιο χαμηλό όσο πιο πρώιμο είναι το στάδιο του καρκίνου, προκαλώντας τεχνικές δυσκολίες στην ανίχνευση του και κατ’ επέκταση στην ευαισθησία του εκάστοτε τεστ» εξηγεί ο κύριος Βαβουλής και επισημαίνει ότι υπάρχουν τρόποι να αυξηθεί η ευαισθησία ανίχνευσης ενισχύοντας τη δυναμική των διαφόρων βιοδεικτών ή συνδυάζοντας διάφορες μεθόδους.
«Ένας τρόπος για να αυξήσουμε την ευαισθησία ανίχνευσης είναι η ανάπτυξη τεστ που βασίζονται στην ανάγνωση ολόκληρου του γονιδιώματος (whole-genome sequencing), αντί ενός μόνο τμήματος αυτού (targeted sequencing). Επίσης ο συνδυασμός πολλαπλών βιοσημάτων οδηγεί σε αύξηση της ευαισθησίας ανίχνευσης. Για παράδειγμα, ένα τεστ που συνδυάζει σήματα μεθυλίωσης με δομικές αλλαγές και σημειακές μεταλλάξεις μπορεί να έχει μεγαλύτερη ευαισθησία από ένα τεστ που χρησιμοποιεί μόνο μεθυλιωμένο DNA» αναλύει.
Πόσο έγκαιρη μπορεί να είναι η διάγνωση του καρκίνου με βάση αυτού του τύπου τα τεστ; Ο ασθενής που υποβάλεται σε αυτά τα τεστ μπορεί όντως να γνωρίζει εγκαίρως ότι θα κινδυνευσει από καρκίνο; Ζητήσαμε από τον κύριο Βαβουλή να μας εξηγήσει πόσο γρήγορα τα υπό μελέτη τεστ ανιχνεύουν τη νόσο. «Όπως είπαμε, η πρώιμη διάγνωση του καρκίνου, δηλαδή στα αρχικά του στάδια, περιορίζεται από την μικρή ποσότητα του καρκινικού DNA στην κυκλοφορία. Με βάση την πρόσφατη μελέτη μας, εκτιμούμε ότι η διακριτική ικανότητα του τεστ που αναπτύξαμε είναι υψηλότερη του 86% όταν το καρκινικό DNA είναι σε ποσοστό τουλάχιστον 0.7% του συνολικού εξωκυτταρικού DNA. Από τους 25 ανθρώπους που εξετάσαμε με καρκίνους σε στάδιο 1 ή 2, μπορούμε να διαγνώσουμε επιτυχώς το 84%, δηλαδή τους 21 από αυτούς. Αυτά είναι ενθαρρυντικά αποτελέσματα, τα οποία όμως θα πρέπει οπωσδήποτε να επαληθευτούν σε έναν πολύ μεγαλύτερο πληθυσμό ανθρώπων με ή χωρίς καρκίνο».
Άραγε μπορεί αυτό το τεστ να ανιχνεύσει καρκίνο σε πολύ αρχικά στάδια, πριν ακόμη εμφανιστούν συμπτώματα; Βέβαια οι άνθρωποι με καρκίνο που εξετάστηκαν στο πλαίσιο της μελέτης ήταν ασθενείς του Βρετανικού Συστήματος Υγείας και, επομένως, είχαν συμπτώματα, αν και αυτά τα συμπτώματα δεν ήταν πάντα ειδικά του καρκίνου σύμφωνα με τον κύριο Βαβουλή. «Αυτά τα τεστ αίματος θα μπορούσαν να εφαρμοστούν σε ασυμπτωματικούς ανθρώπους στο μέλλον», σύμφωνα με τον κύριο Βαβουλή ο οποίος όμως, τονίζει ότι «εξαιτίας της μικρότερης συχνότητας καρκίνου σε αυτήν την πληθυσμιακή ομάδα, χρειάζεται περαιτέρω έρευνα προκειμένου να καταλάβουμε ποιες είναι οι επιπτώσεις αποτελεσμάτων τα οποία είναι σημαντικά για τους λήπτες του τεστ, όπως τα θετικά σφάλματα (false positives) τα οποία μπορούν να προκαλέσουν άγχος και περιττές εξετάσεις».
Ποιοι μπορεί να ωφεληθούν από το τεστ
Ο Έλληνας βιολόγος εξηγεί ότι «η ρεαλιστική εφαρμογή αυτών των τεστ στο εγγύς μέλλον θα είναι σε ασθενείς με υποψία καρκίνου: για παράδειγμα, ασθενείς που παρουσιάζουν απότομη απώλεια βάρους, πόνους ή κόπωση, και παραπέμπονται για περαιτέρω εξετάσεις από τον γιατρό τους. Ένα αιματολογικό τεστ, υπό την προϋπόθεση ότι είναι σχετικά φτηνό και εύκολο να γίνει, μπορεί να συνεισφέρει στην κατηγοριοποίηση των ασθενών σε διαφορετικές ομάδες κινδύνου, και επομένως στην περισσότερο ορθολογική χρήση των πόρων του συστήματος υγείας και τελικά στην έγκαιρη διάγνωση του καρκίνου, στην οποία αναφερθήκατε προηγουμένως».
Ποιες είναι οι δυνατότητες του τεστ; Είναι δυνατόν να διαχωρίσει τους επιθετικούς από τους λιγότερο επικίνδυνους όγκους; Στο ερώτημα αυτό ο κύριος Βαβουλής είναι διστακτικός: «Κάτι τέτοιο θα απαιτούσε τον λεπτομερή χαρακτηρισμό του μοριακού προφίλ ενός όγκου, κάτι το οποίο κατά την γνώμη μου είναι πολύ δύσκολο να γίνει δεδομένης της μικρής συγκέντρωσης το καρκινικού DNA στο αίμα. Μία περισσότερο ρεαλιστική προσέγγιση θα ήταν η ανίχνευση και, πιθανώς, ο προσδιορισμός του τύπου του καρκίνου με την βοήθεια ενός αιματολογικού τεστ, και ακολούθως ο λεπτομερής χαρακτηρισμός του όγκου με περισσότερο εξειδικευμένες μεθόδους» αντιπροτείνει.
Παρόλα αυτά ο ίδιος προσθέτει ότι η συγκέντρωση του κυκλοφορούντος καρκινικού DNA συσχετίζεται θετικά με το μέγεθος του όγκου και, επομένως, με το στάδιο του καρκίνου. Επίσης, αυτά τα αιματολογικά τεστ μπορούν να διακρίνουν προ-καρκινικές καταστάσεις όπως, για παράδειγμα, η monoclonal gammopathy of uncertain significance, η οποία μπορεί να εξελιχθεί σε πολλαπλό μυέλωμα.
Τη δυνατότητα και την πιθανότητα ενός ενιαίου τεστ που μπορεί να διαγνώσει διαφορετικούς τύπους καρκίνου με ακρίβεια σχολιάζει ο Έλληνας βιολόγος. «Με βάση την πρόσφατη εργασία μας, μπορούμε να ανιχνεύσουμε την ύπαρξη 6 διαφορετικών τύπων καρκίνου με ευαισθησία (sensitivity) 94.9% και ειδικότητα (specificity) 88.8%. Αυτό σημαίνει ότι αν έχουμε μια πληθυσμιακή ομάδα όπου η συχνότητα εμφάνισης καρκίνου είναι περίπου 3% (το ποσοστό ρίσκου πάνω από το οποίο οι Άγγλοι γενικοί ιατροί μπορούν να κάνουν παραπομπές για καρκίνο), ένα θετικό τεστ αυξάνει την πιθανότητα ο εξεταζόμενος να έχει καρκίνο από το 3% στο 69.4%, ενώ ένα αρνητικό τεστ την μειώνει στο 0.2%. Απαιτείται περαιτέρω έρευνα προκειμένου να βελτιώσουμε αυτές τις τιμές και να τις επαληθεύσουμε σε μεγαλύτερο δείγμα ανθρώπων με ή χωρίς καρκίνο» λέει ο ειδικός αποκαλύπτοντας μια αξιοθαύμαστη δυνατότητα ενός τέτοιου τεστ να θέσει σε εγρήγορση τον εξεταζόμενο για περαιτέρω διερεύνηση ή να τον καθησυχάσει με ασφάλεια.
Πόσο εύκολο είναι να ενταχθεί ένα τέτοιο τεστ στην καθημερινή κλινική πράξη
Με την ίδια ευκολία που έχει ενταχθεί ένα τεστ προγεννητικού ελέγχου στην καθημερινή κλινική πράξη μπορεί να ενταχθεί και ένα τεστ ανίχνευσης καρκίνου σύμφωνα με τον κύριο Βαβουλή. «Απαραίτητη προϋπόθεση για να γίνει κάτι τέτοιο είναι να διεξαχθεί μια μεγάλης κλίμακας κλινική δοκιμή, της τάξεως των χιλιάδων ατόμων, η οποία να επιβεβαιώνει ότι το τεστ λειτουργεί αποτελεσματικά υπό πραγματικές συνθήκες. Αν υποθέσουμε ότι μια τέτοια δοκιμή είναι επιτυχής, θα ακολουθήσει η ανάγκη προσαρμογής των υποδομών υγειονομικής περίθαλψης, διαχείρισης του κόστους προκειμένου να μην περιοριστεί η προσβασιμότητα στο τεστ, και εισαγωγής διαδικασιών ρυθμιστικής έγκρισης. Η ύπαρξη μια εθνικής υπηρεσίας Γονιδιωματικής Ιατρικής (Genomic Medicine), όπως για παράδειγμα αυτή της Αγγλίας, η οποία θα αναλάβει την ανάγνωση του γενετικού υλικού των δειγμάτων, διευκολύνει σε μεγάλο βαθμό αυτήν την ενσωμάτωση. Τα δείγματα θα μπορούσαν να συλλέγονται εύκολα σε φαρμακεία και ιατρεία» εξηγεί τη διαδικασία πρακτικής εφαρμογής ενός τέτοιου τεστ στο σύστημα υγείας.
Ποια είναι τα εμπόδια ωστόσο που πρέπει να υπερνικηθούν προκειμένου να έχουμε ένα τέτοιο τεστ στη διάθεσή μας; «Όπως προανέφερα, ο βασική δυσκολία που αντιμετωπίζουμε στη ανάλυση του κυκλοφορούντος εξωκυτταρικού DNA είναι η χαμηλή συγκέντρωση του στο αίμα. Επομένως, η ανάπτυξη μεθόδων για την προσωρινή αύξηση της συγκέντρωσής του στην κυκλοφορία λίγο πριν την λήψη του δείγματος θα αποδειχθεί, κατά την γνώμη μου, ιδιαίτερα σημαντική στο μέλλον. Επιπλέον, εκτός από την εύκολη πρόσβαση σε μεγάλο αριθμό δειγμάτων από ανθρώπους με διάφορους τύπους και στάδια καρκίνου, θα χρειαστούμε εξίσου μεγάλο αριθμό δειγμάτων από ανθρώπους χωρίς καρκίνο προκειμένου να είμαστε σε θέση να εντοπίσουμε τα σήματα εκείνα τα οποία μας επιτρέπουν να διακρίνουμε το καρκινικό από το μη καρκινικό DNA. Η περαιτέρω βελτιστοποίηση και μείωση του λειτουργικού κόστους ανάγνωσης του γονιδιώματος χρησιμοποιώντας τεχνολογίες δεύτερης και τρίτης γενιάς, σε συνδυασμό με την ανάπτυξη καινούριων υπολογιστικών μεθόδων για την ανάλυση του μεγάλου όγκου δεδομένων που θα παραχθούν από αυτές τις τεχνολογίες στο πλαίσιο αυτών των τεστ είναι επίσης πολύ σημαντική. Τέλος, πρέπει να υπάρξει ορθολογική διαχείριση του κόστους προκειμένου αυτά τα τεστ να είναι προσβάσιμα σε όσες κοινωνικές ομάδες τα έχουν ανάγκη».
Ο Έλληνας ερευνητής είναι αισιόδοξος ότι ο ορίζοντας της επόμενης πενταετίας είναι εφικτός ως στόχος για να ενταχθεί στην κλινική πράξη το υπό μελέτη καινοτόμο τεστ. Ωστόσο τονίζει ότι «αυτό θα εξαρτηθεί από το αν τα θετικά πρώτα αποτελέσματα που έχουμε παρουσιάσει επιβεβαιωθούν σε ένα πολύ μεγαλύτερο δείγμα, της τάξεων των χιλιάδων ανθρώπων, και από το αν θα καταφέρουμε να μειώσουμε το κόστος του τεστ χωρίς να μειώσουμε την απόδοση του. Προσωπικά, είμαι αισιόδοξος».
Πηγη: https://www.ygeiamou.gr/
