Investigadores del Centro de Cáncer Kimmel de Johns Hopkins han desarrollado un nuevo análisis de sangre simple que puede detectar la presencia de siete tipos diferentes de cáncer al detectar patrones únicos en la fragmentación del ADN desprendido de las células cancerosas y circulando en el torrente sanguíneo.
En un estudio de prueba de concepto, la prueba, llamada DELFI evaluación de ADN de fragmentos para intercepción temprana, detectó con precisión la presencia de ADN de cáncer en 57% a más del 99% de muestras de sangre de 208 pacientes con varias etapasde cánceres de mama, colorrectal, pulmón, ovario, páncreas, gástrico o de vías biliares en los EE. UU., Dinamarca y los Países Bajos.
DELFI también se desempeñó bien en las pruebas de muestras de sangre de 215 individuos sanos, identificando falsamente el cáncer en solo cuatro casos. La prueba utiliza aprendizaje automático, un tipo de inteligencia artificial, para identificar patrones anormales de fragmentos de ADN en la sangre de pacientes con cáncerAl estudiar estos patrones, los investigadores dijeron que podían identificar el tejido de origen del cáncer en hasta el 75% de los casos.
Un informe sobre la investigación se publica en línea el 29 de mayo en Naturaleza .
Los análisis de sangre, o las llamadas "biopsias líquidas" para la detección del cáncer generalmente buscan mutaciones, que son cambios en la secuencia de ADN dentro de una célula cancerosa, o para metilación, una reacción química en la que se agrega un grupo metilo al ADN,dice el autor principal del estudio, Victor E. Velculescu, MD, Ph.D., profesor de oncología y codirector del Programa de Biología del Cáncer en el Centro de Cáncer Johns Hopkins Kimmel. Pero no todos los pacientes con cáncer tienen cambios que son detectables usando estos métodos,él dice, y existe una gran necesidad de métodos mejorados para la detección temprana del cáncer.
DELFI, dice, adopta un enfoque diferente, estudiando la forma en que el ADN está empaquetado dentro del núcleo de una célula al observar en la sangre el tamaño y la cantidad de ADN de diferentes regiones del genoma en busca de pistas sobre ese empaque.
Alessandro Leal, MD, autor principal del estudio y candidato a doctorado en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins, explica que los núcleos de células sanas empaquetan el ADN como una maleta bien organizada en la que diferentes regiones delEl genoma se coloca cuidadosamente en varios compartimentos. Por el contrario, los núcleos de las células cancerosas son más como maletas desorganizadas, con elementos de todo el genoma arrojados al azar.
"Por varias razones, un genoma de cáncer está desorganizado en la forma en que está empaquetado, lo que significa que cuando las células cancerosas mueren, liberan su ADN de manera caótica en el torrente sanguíneo", dice Jillian Phallen, Ph.D., autor principalsobre el estudio y un becario postdoctoral del Centro de Cáncer Kimns Johns Hopkins ". Al examinar este ADN libre de células cfDNA, DELFI ayuda a identificar la presencia de cáncer al detectar anomalías en el tamaño y la cantidad de ADN en diferentes regiones del genoma basándose encómo se empaqueta "
Los investigadores advierten que el potencial de la prueba debe validarse aún más en estudios adicionales, pero si eso sucede, podría usarse para detectar el cáncer tomando un tubo de sangre de un individuo, extrayendo el ADNc, estudiando sus secuencias genéticas y determinando laperfil de fragmentación del ADNc. El patrón de fragmentación de todo el genoma de un individuo se puede comparar con las poblaciones de referencia para determinar si el patrón es probablemente saludable o derivado del cáncer.
Robert B. Scharpf, Ph.D., autor principal del estudio y profesor asociado de oncología, dice que debido a que los patrones de fragmentación de todo el genoma pueden revelar diferencias asociadas con tejidos específicos, estos patrones, cuando se descubren que se derivande cáncer, también puede indicar la fuente del cáncer, como de mama, colon o pulmón.
DELFI analiza simultáneamente millones de secuencias de cientos a miles de regiones en el genoma, identificando anormalidades específicas del tumor a partir de cantidades mínimas de ADNc, dice Scharpf.
Usando DELFI, los investigadores encontraron que los perfiles de fragmentación de ADNc de todo el genoma son diferentes entre pacientes con cáncer y personas sanas. Stephen Cristiano, autor principal del estudio y candidato a doctorado en la Escuela de Salud Pública Bloomberg de Johns Hopkins, diceque en pacientes con cáncer, los patrones de fragmentación en el ADNc parecen ser el resultado de mezclas de ADN liberadas de las células sanguíneas y tumorales, y muestran múltiples diferencias genómicas distintas con aumentos y disminuciones en el tamaño de los fragmentos en diferentes regiones.
Para el estudio actual, los investigadores de Johns Hopkins trabajaron con colegas de instituciones en los EE. UU., Dinamarca y los Países Bajos para realizar una secuenciación del genoma completo de baja cobertura de ADNc de 208 pacientes con cáncer, incluidos 54 pacientes con cáncer de mama, 27 pacientes con cáncer colorrectal, 12 pacientes con cáncer de pulmón, 28 pacientes con cáncer de ovario, 34 pacientes con cáncer de páncreas, 27 pacientes con cáncer gástrico y 26 pacientes con cáncer de vías biliares. También realizaron una secuenciación del genoma completo para analizar el ADNc de 215 individuos sanos.
Todas las muestras de pacientes con cáncer se obtuvieron antes de cualquier tratamiento, y la mayoría de las muestras 183 fueron de personas cuya enfermedad podría tratarse con la extirpación quirúrgica de los tumores.
En general, los investigadores informan que las personas sanas tenían perfiles de fragmentación similares, mientras que los pacientes con cáncer tenían perfiles de fragmentación más variables que tenían menos probabilidades de coincidir con los perfiles saludables.
DELFI detectó cáncer en el 73% de los pacientes con cáncer en general, al tiempo que clasificó erróneamente a cuatro de 215 individuos sanos 98% de especificidad. También se descubrió que la prueba tenía una precisión del 61% al 75% para identificar el tejido de origen del ADNc.Los análisis de ADNc basados en la mutación y DELFI se combinaron, los investigadores pudieron detectar con precisión el 91% de los pacientes con cáncer. Velculescu, Leal, Phallen, Scharpf, Cristiano y sus colegas están en el proceso de ampliar sus análisis para estudiar el rendimiento de DELFI en miles de muestras ".Nos alienta el potencial de DELFI porque analiza un conjunto completamente independiente de características de ADN libre de células de aquellas que han planteado dificultades a lo largo de los años, y esperamos trabajar con nuestros colaboradores en todo el mundo para poner esta prueba a disposición de los pacientes.", Dice Velculescu.
Debido a que la prueba es fácil de administrar y emplea métodos de laboratorio simples y económicos, Velculescu espera que en última instancia la prueba sea más rentable que otras pruebas de detección de cáncer, incluidas otras pruebas actuales de ADNc.
Los científicos adicionales que contribuyeron al trabajo incluyen a Jacob Fiksel, Vilmos Adleff, Daniel C. Bruhm, Jamie E. Medina, Carolyn Hruban, James R. White, Doreen N. Palsgrove, Noushin Niknafs, Valsamo Anagnostou, Patrick Forde, Jarushka Naidoo, Kristen Marrone y Julie Brahmer de Johns Hopkins; Sarah Østrup Jensen, Mai-Britt Worm Ørntoft y Claus Lindbjerg Andersen del Hospital Universitario de Aarhus en Dinamarca; Karlijn L. van Rooijen, Geraldine R. Vink y Miriam Koopman del Centro Médico Universitario de la Universidad de Utrechten los Países Bajos; Anders Husted Madsen del Hospital Regional de Herning en Dinamarca; Cornelis JH van de Velde del Centro Médico de la Universidad de Leiden en los Países Bajos; Marcel Verheij, Annemieke Cats, Remond JA Fijneman y Gerrit A. Meijer del The Netherlands Cancer Institute; Brian DWoodward y Hatim Husain del Centro de Cáncer Moores de la Universidad de California, San Diego; Cornelis JA Punt del Centro Médico Académico de la Universidad de Amsterdam; Nicole CT van Griekendel Centro Médico de la Universidad VU en Amsterdam;Julia S. Johansen del Hospital Universitario de Copenhague en Dinamarca;y Hans Jørgen Nielsen del Hospital Hvidovre en Dinamarca.
El trabajo fue apoyado por el Dr. Miriam y la Fundación de Investigación Médica Sheldon G. Adelson, la Subvención del Equipo de Ensueño Internacional de Investigación Transversal del Cáncer Stand Up to Cancer-Dutch Society SU2C-AACR-DT1415, la Fundación Commonwealth, el CigarrilloRestitution Fund, Burroughs Wellcome Fund y Maryland Genetics, Epidemiology and Medicine Training Program, AACR-Janssen Cancer Interception Research Fellowship, Mark Foundation for Cancer Research, National Institutes of Health otorga CA121113, CA006973 y CA180950, elConsejo Danés de Investigación Independiente 11-105240; el Consejo Danés de Investigación Estratégica 1309-00006B, la Fundación Novo Nordisk NNF14OC0012747 y NNF17OC0025052 y la Sociedad Danesa del Cáncer R133-A8520-00-S41 y R146-A9466-16-S2.
Cristiano, Leal, Phallen, Fiksel, Adleff, Scharpf y Velculescu son inventores de las solicitudes de patentes 62 / 673,516 y 62 / 795,900 presentadas por la Universidad Johns Hopkins relacionadas con el ADN libre de células para la detección del cáncer. Velculescu también es uno de los fundadoresde Delfi Diagnostics y Personal Genome Diagnostics, miembro de sus juntas asesoras científicas y juntas directivas, y es propietario de las acciones de Delfi Diagnostics y Personal Genome Diagnostics, que están sujetas a ciertas restricciones bajo la política universitaria. Velculescu ha sido asesor de Daiichi Sankyo, JanssenDiagnóstico, Ignyta y Takeda Pharmaceuticals. Los términos de estos arreglos son administrados por la Universidad Johns Hopkins de acuerdo con sus políticas de conflicto de intereses.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Medicina Johns Hopkins . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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