Новый анализ совершит переворот в диагностике заболеваний

Новая методика позволяет обнаружить сразу несколько заболеваний с помощью ДНК

Недавно сделанное открытие может вызвать настоящую революцию в диагностической медицине. Новый анализ крови, разработанный специалистами Еврейского университета и Университетской клиники «Хадасса» с использованием шаблонов циркулирующих ДНК из гибнущих клеток, может обнаружить диабет, панкреатит, повреждения головного мозга и еще целый ряд других патологий.

Результаты исследований были опубликованы в журнале «Proceedings» Национальной академии наук США. Само открытие было сделано международной командой ученых во главе с доктором Рут Шемер и профессором Юваль Дор из Еврейского университета и профессором Бенджамином Глейзером из «Хадассы».

Протестировав в общей сложности 320 пациентов, исследователи разработали высокочувствительный анализ крови, который может стать полезным для выявления множественных патологий, включая диабет, рак, травматические повреждения и нейродегенеративные процессы.

Новый способ анализа основан на изучении погибших клеток ткани с помощью моделей метилирования циркулирующих ДНК, которые высвобождаются от умирающих клеток. Дело в том, что для каждого типа клеток ДНК содержит уникальную химическую модификацию под названием «метилирование» — процесс, во время которого метиловые группы присоединяются к ДНК и меняют их функцию.

Модели метилирования ДНК, отвечающие за идентификацию клеток, схожи у всех людей, но совершенно отличаются для разных тканей. Так, например, ДНК-метилирование клеток панкреатита отличается от моделей всех остальных видов клеток организма.

Выведенный анализ крови обнаруживает гибель клеток в определенных тканях путем объединения двух важных биологических принципов. Во-первых, умирающие клетки выделяют фрагментированную ДНК в кровоток, по которому она перемещается в течение короткого промежутка времени. Этот факт известен уже в течение многих десятилетий. Однако из-за того, что последовательность ДНК всех клеток в организме идентична, до сих пор у ученых не было возможности определить конкретную ткань происхождения циркулирующих ДНК, а простое измерение их количества используется весьма ограниченно.

Исследователи выявили несколько последовательностей ДНК, которые метилируются в специфических тканях и могут служить в качестве биомаркеров для определения происхождения ДНК. Затем они разработали метод для обнаружения этих метилированных закономерностей в циркулирующих ДНК и продемонстрировали его практическую важность, в частности, для точного выяснения очагов различных патологий человека.

Таким образом, специалисты смогли определить гибель бета-клеток поджелудочной железы в крови больных сахарным диабетом 1 типа. Кроме того, была зафиксирована гибель олигодендроцитов у пациентов с рецидивирующим рассеянным склерозом, отмирание клеток мозга у пациентов вследствие травматического или ишемического повреждения головного мозга, а также гибель клеток экзокринной поджелудочной железы у пациентов с онкологическим заболеванием этого органа или панкреатитом.

По словам д-ра Шемер, эксперта по ДНК-метилированию и одной из ведущих авторов исследования, проделанная ими работа доказывает возможность практического применения анализа для выявления точного происхождения циркулирующих ДНК в организме, что открывает перед диагностической медициной невероятные возможности.

«В долгосрочной перспективе такое чувствительное обнаружение поврежденной ткани станет возможным даже без предварительного подозрения о заболевании конкретного органа. Мы считаем, что такой инструмент будет иметь широкое применение в диагностике и в изучении биологии человека», — добавил  Бенджамин Глейзер, руководитель эндокринологического отделения израильской клиники и соавтор исследования.

Говард Седар, исследователь рака из Еврейского университета и еще один участник, работавший над открытием, также отметил: «Мы описали совершенно новый подход к диагностике заболеваний, который обладает огромным потенциалом. Он основан на идее обнаружения ткане-специфичных ДНК в кровотоке человека за счет того факта, что каждая ткань обладает уникальной моделью метилирования. Совершенно ясно, что эта методика позволит выявить множество различных заболеваний, причем еще даже до проявления их симптомов».