Forskare har upptäckt en nyfiken skillnad mellan DNA från cancerceller och från friska celler, och detta fynd kan leda till ett nytt blodprov för cancer.
Skillnaden? Cancer-DNA har en ganska stark affinitet för guld, enligt en ny studie. Denna funktion tycks vara vanlig för cancer-DNA i allmänhet, oavsett typ av cancer, sade forskarna.
Med utnyttjande av detta konstaterande designade forskarna ett nytt test som använder guld nanopartiklar för att upptäcka cancer. Guldpartiklarna ändrar färg beroende på om cancer-DNA är närvarande. Resultatet var ett enkelt och snabbt test som kunde upptäcka cancer på bara 10 minuter, enligt studien, publicerad idag (4 december) i tidskriften Nature Communications.
"Du kan upptäcka det med ögat - det är så enkelt som det", sa seniorförfattaren Matt Trau, professor och seniorgruppsledare vid University of Queenslands australiska institut för bioingenjörer och nanoteknologi, sade i ett uttalande.
Arbetet är emellertid preliminärt och mycket mer forskning behövs innan detta test kan vara användbart för patienter, berättade externa experter på Live Science.
Cancer-DNA "metylbild"
Den nya studien fokuserade på "epigenomen" eller kemiska modifieringar av DNA som slår gener "på" eller "av". Dessa modifieringar förändrar inte DNA-sekvensen utan påverkar i stället hur celler "läser" gener. Ett exempel på en epigenetisk förändring är DNA-metylering, tillsatsen av en metylgrupp eller en "kemisk kapsyl" till en del av DNA-molekylen. Denna modifiering förhindrar att vissa gener uttrycks.
Tidigare forskning har visat att mönstret för DNA-metylering i cancerceller skiljer sig från det i friska celler. Specifikt har cancer-DNA kluster av metylgrupper på specifika platser och nästan ingen metylering någon annanstans, medan normala DNA: s metylgrupper är jämnare spridda över hela genomet. Forskarna kallade detta metyleringsmönster "metyleringslandskapet" eller "metylbilden."
Och även om denna "metylbild" kunde fungera som en biomarkör för cancer, hade forskare inte ett bra sätt att upptäcka det.
Så snarare än att fokusera på själva metyleringen såg forskarna i den nya studien på vad metyleringen gjorde mot den totala strukturen och kemiska egenskaperna för cancer-DNA.
Undersökarna fann att metylbilden av cancer-DNA får DNA-fragment att fällas upp i 3D-nanostrukturer som har en affinitet för guld. Däremot veckas normalt DNA på något annorlunda sätt, vilket inte resulterar i en så stark affinitet för guld, säger forskarna.
Så utvecklade forskarna ett test som utnyttjar denna förmåga hos cancer-DNA att hålla sig till guld. Om cancer-DNA finns, kommer guld-nanopartiklarna att få en annan färg än om cancer-DNA inte finns. Testet kan använda "cirkulerande gratis DNA", eller DNA som frigörs i blodet från cancer eller friska celler.
Forskarna har testat sin teknik på cirka 200 prover från cancerpatienter och friska människor, och fann att testet var upp till 90 procent noggrant när det gäller att upptäcka cancer.
Nytt cancertest?
Dr. Jeffrey Weber, biträdande chef för Perlmutter Cancer Center vid New York Universitys Langone Health, kallade den nya studien "great science" och applåderade idén att leta efter ett sätt att upptäcka DNA-metylbilden för cancer. Weber, som inte deltog i studien, sa dock att arbetet är "bara början." Han tillade att större studier behövs för att utvärdera testets noggrannhet, liksom om det kan vara användbart för patienter, jämfört med befintliga test.
"Det kommer att bli mycket arbete för att förvandla den här typen till en riktig, kliniskt användbar," sa Weber till Live Science.
Joyce Ohm, docent i onkologi vid Roswell Park Comprehensive Cancer Center i Buffalo, New York, enades om att arbetet är "ett spännande potentiellt framsteg" när han letade efter en allmän epigenetisk biomarkör för cancer. Men hon tillade att studien var "mycket bevis på principen vid denna punkt."
För närvarande upptäcker testet endast förekomsten av cancer, inte typen av cancer. Det är också oklart exakt hur höga nivåer av cancer-DNA måste vara för att testet ska fungera, vilket skulle påverka hur tidigt under sjukdomsförloppet testet skulle kunna användas, sade forskarna.
I sin nuvarande form skulle testet vara mindre tillämpligt som ett screeningtest, med tanke på att det inte kan upptäcka typer av cancer, sa Ohm till Live Science. Men om tekniken utvecklas vidare, kanske den mest omedelbara potentiella tillämpningen skulle vara att övervaka befintliga cancerpatienter för återkommande sjukdom, sade hon.
Forskarna erkände att deras test behöver ytterligare studier, "men det ser riktigt intressant ut som en otroligt enkel 'universell markör' för cancer," sade Trau i uttalandet. Det är också attraktivt "som en mycket tillgänglig och billig teknik som inte kräver komplicerad laboratoriebaserad utrustning som DNA-sekvensering," sade han.
