Не так давно, однако, весьма перспективно зарекомендовал себя новый, неинвазивный инструмент диагностики болезни. Это, по сути, что-то вроде анализа крови на рак. Примечательно, что изначально он использовался при генетическом тестировании человеческих плодов. Объектом рассмотрения в данном случае служит внеклеточная ДНК, встречающаяся в плазме крови.
Считается, что внеклеточная ДНК образуется отмирающими клетками организма в ходе естественных процессов жизнедеятельности. В том числе у здоровых людей. Впрочем, впервые найдена она была все-таки у больных индивидов – французские ученые открыли этот «мусор» в 1948 году у пациентов с волчанкой. В течение последующих десятилетий выяснилось, что аномально высокие уровни внеклеточной ДНК фиксируются у людей с некоторыми аутоиммунными, онкологическими и инфекционными заболеваниями. В 1977 году при сравнении её содержания в организме 173 больных раком и 55 здоровых людей высокая концентрация обнаружилась примерно у половины обследованных, принадлежащих к первой категории. При этом максимальный уровень внеклеточной ДНК был у пациентов с метастазами.
Достижения в области секвенирования, датирующиеся девяностыми годами прошлого века, произвели революцию в понимании внеклеточной ДНК. В 1994-ом, например, сразу два научных коллектива установили, что в её фрагментах наличествуют генетические мутации, обнаруживающиеся в опухолях больных людей. Стало понятно, что анализ этого материала способен не только выявить онкологическое заболевание, но также безошибочно указать на тип рака.
Приблизительно в то же самое время другие научные коллективы пытались разработать методы диагностики здоровья плода с помощью анализа внеклеточной ДНК, выделенной в крови будущей матери. В 1989 году было установлено, что в названной телесной жидкости беременной женщины имеются фетальные клетки. Ученые, совершившие это открытие, несколько лет спустя предположили, что там же может присутствовать внеклеточная ДНК плода. В 1997-ом они опубликовали в журнале «The Lancet» статью, в которой описали свои опыты по идентификации ДНК Y-хромосом в образцах крови беременных. Надо понимать, что у подавляющего большинства представительниц слабого пола собственная Y-хромосома отсутствует по определению, поэтому обнаружение соответствующей ДНК означало бы, что «производителем» этого генного материала является именно плод. Гипотеза, выдвинутая исследователями, подтвердилась – искомые фрагменты были найдены, и это стало началом эры пренатальной диагностики.
В конечном итоге удалось выяснить, что от 3 до 15 процентов внеклеточной ДНК, имеющейся в крови беременной женщины, произведено её плодом. Более того, так как у этих живых существ на двоих должно быть в сумме 46 хромосом, все «лишние» элементы будут прекрасно видны. Дополнительные копии этих нуклеотидных структур, именующиеся анеуплоидиями, часто становятся причиной гибели нерожденного ещё ребенка. Также они могут свидетельствовать о крупных проблемах у младенца, если тот все-таки появится на свет. Речь, в частности, идет о синдроме Дауна, который характеризуется третьей копией 21-й хромосомы.
В 2011 году стали доступны неинвазивные пренатальные тесты (NIPT), позволяющие определить наличие у готовящегося появиться на свет ребенка лишней копии некоторых хромосом. Однако до нынешней поры они используются для скрининга, а не для диагностики как таковой. Их результаты должны удостоверяться посредством других методов анализа, но при этом они отличаются весьма приличной точностью, обнаруживая более 90% трисомий у плода. Кроме того, они выдают меньше ложноположительных результатов по сравнению с предыдущими поколениями скрининговых тестов. Однако именно такой, ошибочный вердикт позволил исследователям установить связь внеклеточной ДНК с раком.
Отчет о соответствующем исследовании был опубликован в 2013 году, и в нем рассказывалось о беременной 37-летней пациентке. Неинвазивный пренатальный тест генетического материала из 13-й и 18-й хромосом предположил у её плода трисомию. Однако в дальнейшем оказалось, что с комплектностью этой «номенклатуры» у ребенка был полный порядок. Уже после родов женщина пожаловалась на боли в области таза. Врачи диагностировали перелом лобковой кости, а затем, занявшись лечением этой травмы, обнаружили рак влагалища. Выяснилось, что анеуплоидии проявляются не только в начале жизни, но и как результат онкологических заболеваний.
Данное открытие породило более чем логичный вопрос: может ли метод NIPT показать рак раньше, чем проявятся симптомы болезни? В 2015 году было проведено исследование, в ходе которого ученые изучили внеклеточную ДНК нескольких тысяч беременных, пришедших сдать образцы для ставших уже привычными неинвазивных пренатальных тестов. Естественно, исследователи предварительно заручились согласием женщин. Ученые рассматривали не только 13 и 21 хромосомы, которые чаще всего генерируют дополнительные копии при беременности, но и многие другие участки ДНК. Аномалии были обнаружены у трех человек. Подключив иные методы диагностики рака, исследователи выявили у них болезнь до проявления каких бы то ни было симптомов.
Как это, так и некоторые другие исследования наглядно показали, что анализ внеклеточной ДНК способен стать эффективным неинвазивным средством диагностики рака, причем не только у беременных. Также его можно применять для отслеживания рецидивов у излечившихся пациентов. Впрочем, прежде чем говорить о широком распространении данного метода в медицине, нужно преодолеть несколько препятствий. Во-первых, ученым необходимо научиться эффективно отделять внеклеточную ДНК от всех остальных компонентов крови. Во-вторых, требуется изучить другие состояния и органические процессы, способные повышать её концентрацию.
Если технологию удастся довести до ума, медики получат возможность по анализу крови определять на ранних стадиях конкретные разновидности рака, а затем использовать наиболее эффективные методы терапии для помощи пациенту. Это позволит избавиться от сложностей, с которыми связаны визуализация и забор тканей из труднодоступных областей организма. Что ж, будем ждать дальнейших новостей с этого фронта борьбы с одним из самых опасных врагов человечества. Хочется надеяться, что они будут радостными.
