Ученые из МФТИ совместно с коллегами впервые успешно применили РНК-секвенирование для диагностики рака. Исследование опубликовано в швейцарском журнале Biomedicines.
Классическим методом в диагностике онкологических заболеваний является иммуногистохимическое окрашивание срезов опухолевой ткани. Этот метод позволяет выявить наличие и измерить количество особых белков-маркеров, характерных для злокачественных новообразований. Для проведения процедуры иммуногистохимического окрашивания образец опухоли погружают в горячий парафин. После остывания блок парафинизованной ткани нарезают на тонкие срезы, которые окрашивают и исследуют методами микроскопии. Полученные изображения позволяют судить о злокачественности и молекулярном типе опухоли, что крайне важно для подбора подходящей терапии.
Принцип метода РНК-секвенирования состоит в определении последовательностей и количеств всех молекул РНК, присутствующих в клетке. Полученная совокупность данных, так называемый транскриптом, содержит информацию об уровне активности всех генов в клетке. Для анализа таких больших объемов данных биоинформатики применяют специализированные алгоритмы, создают базы данных транскриптомов различных клеток и тканей человека.
Авторы работы предложили использовать метод РНК-секвенирования как альтернативу и дополнение к классическому методу иммуногистохимии. Причем в качестве биоматериала предложено использовать те же парафинизованные фрагменты опухоли. Это позволяет избежать дополнительного взятия биопсии у пациента, а также легко комбинировать оба подхода.
«Мы впервые показали, что результаты этих двух методик прекрасно соответствуют друг другу, только для иммуногистохимических исследований нужно сделать намного больше экспериментов — столько, сколько биомаркеров нужно посмотреть, — и потратить гораздо больше материала. А РНК-секвенирование позволяет сразу количественно охарактеризовать работу всех белок-кодирующих генов, а их около 20 тысяч!» — рассказывает Антон Буздин, руководитель исследования, заведующий лабораторией трансляционной геномной биоинформатики МФТИ.
В своем исследовании авторы для нескольких видов опухолей показали наличие четкой корреляции между уровнем экспрессии четырех разных генов-маркеров опухоли, измеренных методом РНК-секвенирования, и результатами иммуногистохимического окрашивания (Рисунок 1) .
«Мы уверены, что у РНК-секвенирования большое будущее в медицинской диагностике, и очень рады, что наша работа, как мы надеемся, хоть немного смогла его приблизить», — резюмирует Антон Буздин.
В исследовании, кроме ученых из лаборатории трансляционной геномной биоинформатики МФТИ, принимали участие их коллеги и медики из Института персонализированной медицины Первого Московского государственного медицинского университета им. И. М. Сеченова, Института биоорганической химии им. М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова, Карельского республиканского онкологического диспансера, Медцентра Витамед, МГУ им. М. В. Ломоносова, Калужской областной онкологической больницы, Онкологического диспансера Республики Карелия и компании Oncobox (США).
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда.
