Μοριακό CSI: Πώς τα «δακτυλικά αποτυπώματα» του καρκίνου θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε έγκαιρες διαγνώσεις

Επιστήμονες ανακάλυψαν ότι τα ανθρώπινα κύτταρα αφήνουν πίσω τους «δακτυλικά αποτυπώματα» που θα μπορούσαν να αποκαλύψουν τη μυστική λειτουργία του καρκίνου. Η ανακάλυψη δεν προέρχεται από το DNA, όπως θα περίμενε κανείς, αλλά από το ριβόσωμα – τη μονάδα παραγωγής πρωτεϊνών του κυττάρου. Αυτές οι μοριακές υπογραφές, μοναδικές σε διαφορετικούς ιστούς και τροποποιημένες στον καρκίνο, θα μπορούσαν ενδεχομένως να βοηθήσουν τους ερευνητές να αναγνωρίζουν όγκους χρησιμοποιώντας μόνο ένα μικροσκοπικό δείγμα ιστού και μια φορητή συσκευή όχι μεγαλύτερη από μια παλάμη.

Ενώ οι επιστήμονες θεωρούσαν ότι τα ριβοσώματα είναι και αυτοί εργάτες στα κυτταρικά μας εργοστάσια, η νέα έρευνα αποκαλύπτει ότι φέρουν ξεχωριστούς χημικούς δείκτες που ποικίλλουν μεταξύ διαφορετικών τύπων ιστών και αλλάζουν όταν τα κύτταρα γίνονται καρκινικά.

«Τα ριβοσώματά μας δεν είναι όλα ίδια», εξηγεί σε δελτίο Τύπου η Εύα Μαρία Νοβόα, ερευνήτρια στο Κέντρο Γονιδιωματικής Ρύθμισης στη Βαρκελώνη και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης. «Είναι εξειδικευμένα σε διαφορετικούς ιστούς και φέρουν μοναδικές υπογραφές που αντανακλούν τι συμβαίνει μέσα στο σώμα μας» πρόσθεσε.

Για να κατανοήσετε τη σημασία αυτού του ευρήματος, φανταστείτε κάθε ριβόσωμα ως μια πολύπλοκη μηχανή που αποτελείται εν μέρει από RNA – ένα μοριακό ξαδέλφι του DNA. Αυτά τα μόρια RNA μπορούν να φέρουν πάνω από 220 διαφορετικές χημικές τροποποιήσεις, όπως η προσθήκη μεθυλικών ομάδων ή η μετατροπή ενός δομικού στοιχείου σε άλλο. Η παρουσία και το μοτίβο αυτών των τροποποιήσεων μπορούν να ρυθμίσουν τον τρόπο λειτουργίας του ριβοσώματος.

Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε τεχνολογία αιχμής που ονομάζεται άμεση αλληλούχιση RNA από νανοπόρους για να εξετάσει αυτά τα μοτίβα τροποποιήσεων σε διάφορους ιστούς ποντικών (εγκέφαλος, καρδιά, ήπαρ και όρχεις) και σε διάφορα αναπτυξιακά στάδια- από έμβρυο έως ενήλικα. Σκεφτείτε την τεχνολογία ως έναν μοριακό σαρωτή που μπορεί να διαβάσει τη χημική δομή των μορίων RNA καθώς περνούν μέσα από μικροσκοπικούς πόρους, ανιχνεύοντας ακόμη και λεπτές τροποποιήσεις στη σύνθεσή τους.

Τα αποτελέσματα που δημοσιεύθηκαν στην επιστημονική επιθεώρηση Molecular Cell ήταν εντυπωσιακά: κάθε τύπος ιστού είχε το δικό του ξεχωριστό μοτίβο τροποποιήσεων RNA – κάτι σαν μοναδικό μοριακό αποτύπωμα. Όταν μάλιστα οι ερευνητές εξέτασαν αντιστοιχισμένα ζεύγη φυσιολογικών και καρκινικών ιστών από 20 ασθενείς με καρκίνο του πνεύμονα, διαπίστωσαν ότι οι καρκινικοί ιστοί παρουσίαζαν σταθερά διαφορετικά μοτίβα τροποποίησης σε σύγκριση με τους υγιείς ιστούς των ίδιων ασθενών.

Ίσως το πιο αξιοσημείωτο είναι ότι η ομάδα ανακάλυψε ότι μπορούσε να ταυτοποιήσει με ακρίβεια τα δείγματα καρκίνου χρησιμοποιώντας μόλις 250 μόρια RNA – ένα μικρό κλάσμα αυτού που συνήθως απαιτείται για άλλες διαγνωστικές τεχνικές. Αυτό μπορεί να έχει τεράστιες συνέπειες για την έγκαιρη ανίχνευση του καρκίνου, ιδίως για ασθένειες όπως ο καρκίνος του πνεύμονα, όπου η έγκαιρη διάγνωση είναι ζωτικής σημασίας αλλά συχνά δύσκολη.

«Το 95% του ανθρώπινου RNA είναι ριβοσωμικό RNA. Είναι πολύ διαδεδομένο στα κύτταρά μας», εξήγησε η Δρ. Νοβόα, υπογραμμίζοντας ότι αυτά τα μόρια αποτελούν εξαιρετικούς διαγνωστικούς στόχους.

Η προσέγγιση, η οποία ονομάστηκε «epitranscriptomic fingerprinting», θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στον τρόπο με τον οποίο προσδιορίζεται η ιστική προέλευση των δειγμάτων καρκίνου. Η τεχνική λειτουργεί με μικρές, φορητές συσκευές αλληλούχισης, ανοίγοντας το δρόμο για γρήγορη, ακριβή εξέταση του καρκίνου που θα μπορούσε να πραγματοποιηθεί σε κλινικές συνθήκες.

Αυτό που οι ερευνητές θεωρούσαν κάποτε κυτταρικό «θόρυβο» μπορεί να γίνει ένα ισχυρό εργαλείο στη μάχη κατά του καρκίνου.

«Οι επιστήμονες συνήθως ξεφορτώνονταν τα ριβοσωμικά RNA επειδή τα θεωρούσαν περιττές πληροφορίες που θα εμπόδιζαν τα πειράματά τους. Μερικά χρόνια μετά, πήραμε αυτά τα δεδομένα από τη μάντρα και τα μετατρέψαμε σε χρυσωρυχείο», κατέληξε η ερευνήτρια.

ΠΗΓΗ: Studyfinds