Новый метод неинвазивной диагностики рака и наблюдения за его прогрессированием избавит от необходимости проведения болезненной и часто — опасной для жизни пациента биопсии. Клетки опухоли выделяют в спинномозговую жидкость, кровь и мочу микропузырьки, называемые экзосомами, несущие в себе белки и фрагменты РНК опухолевой клетки.

В 2008 г. ученые из Главной Больницы Массачусетса (Massachusetts General Hospital, США) обнаружили, что экзосомы сохраняют генетическую информацию клетки, из которой они были выделены. Теоретически эту информацию можно проанализировать, что позволит определить молекулярный состав опухоли и стадию ее развития. Однако до сих пор не были проведены крупномасштабные клинические испытания, определяющие эффективность использования тестов, которые оценивают содержание экзосом, в качестве методов диагностики онкологических заболеваний.

«Ранее нам не удавалось детектировать генетические составляющие опухоли в крови или спинномозговой жидкости, — говорит Фред Хочберг (Fred Hochberg) из Гарвардского Университета (Harvard University, США). — Этот подход является совершенно новым». По его словам, экзосомные диагностические тесты способны помочь выявлению и наблюдению за прогрессированием разнообразных типов рака. Фред Хочберг является одним из руководителей мультицентрового клинического исследования, направленного на оценку использования экзосомных тестов, разработанных компанией Exosome Diagnostics (Нью-Йорк, США) для диагностики глиомы – самого распространенного типа рака головного мозга.

Чтобы диагностировать и наблюдать за течением онкологического заболевания, хирурги обычно делают биопсию опухолевой ткани. Однако для таких типов рака головного мозга, как глиома, проведение множества биопсий может быть опасным для жизни пациента. По словам Боба Картера (Bob Carter), руководителя нейрохирургического отделения в Калифорнийском Университете Сан-Диего (University of California, San Diego, США), РНК экзосом, выделенная из крови и спинномозговой жидкости, позволит ученым неинвазивно тестировать и наблюдать за генетическими изменениями опухоли.

С помощью специальных диагностических наборов можно выделить экзосомы из биологических жидкостей пациента и проанализировать их генетическую информацию. При идентификации определенной мутации врач будет периодически забирать у пациента биологические жидкости, чтобы наблюдать за геномом опухоли и определять эффективность проводимой терапии.

Несмотря на то, что магнитно-резонансная томография (МРТ) является диагностически полезным методом исследования, на сканах можно выявить лишь опухоли, размеры которых составляют хотя бы 1 мм в диаметре и которые содержат около 100 тыс. раковых клеток. К этому моменту проводить раннее терапевтическое вмешательство может быть уже поздно. Кроме того, результаты исследования МРТ могут также быть ложноположительными. По словам Хочберга, в организме пациентов, которых лечили традиционно применяемым методом облучения, часто образуется доброкачественная ткань из погибших злокачественных клеток, уничтоженных во время лечения. Эти клетки еще не были элиминированы организмом. Часто медики во время анализа результатов МРТ ошибочно принимают такую ткань за раковый рост. «Вы ошибочно установите, что лекарственный препарат не помогает пациенту, в то время как на самом деле он работает, — говорит Хочберг. — С другой стороны, наличие легко определяемого биомаркера для диагностики глиомы позволит вам провести правильную диагностику».

В клиническом испытании, которое финансирует Accelerated Brain Cancer Cure Foundation, принимает участие 18 больниц, расположенных на территории США. По словам Хочберга, ученые уже включили в исследование 41 пациента из планируемых 120. Предварительные результаты исследования будут оглашены в апреле этого года на симпозиуме (International Society for Extracellular Vesicles Symposium) в Бостоне.

По мнению Картера, для проведения экзосомного анализа нет технических препятствий. «Этот тест уже сейчас может применяться, хотя в настоящее время мы совершенствуем его чувствительность и специфичность», — говорит он.

Эксосомы также могут стать надежным методом скрининга рака предстательной железы. В настоящее время самым распространенным в США диагностическим тестом на рак простаты является измерение PSA – специфического антигена простаты. По словам Джеймса МакКирнана (James McKiernan), директора отделения урологической онкологии в Медицинском Центре Университета Колумбии (Columbia University Medical Center, США), чем выше концентрация PSA у мужчины, тем выше вероятность, что у него рак предстательной железы. Однако, во-первых, существуют другие причины, обусловливающие повышение концентрации PSA, а, во-вторых, не у всех мужчин, страдающих раком предстательной железы, повышается концентрация этого белка. Результаты относительно нового исследования, которые были опубликованы в мае 2012 г. в журнале The New England Journal of Medicine, показали, что во многих случаях лечение не увеличивает продолжительность жизни мужчин с этим типом рака.

«Тест PSA не является специфичным тестом для диагностики рака простаты», — говорит Судхир Сривастава (Sudhir Srivastava), руководитель Исследовательской Группы Биомаркеров Рака Национального Института Рака (National Cancer Institute’s Cancer Biomarkers Research Group, США). По его мнению, более специфичным диагностическим тестом, позволяющим выявить рак простаты, может оказаться экзосомный тест. «Тест PSA выявляет только один специфический биомаркер, но исследование экзосом может дать полное представление о специфическом профиле заболевания», — объясняет Сривастава.

Специалисты компании Exosome Diagnostics разработали диагностический набор для выявления рака предстательной железы, обладающий диагностической точностью 75%, что сопоставимо с уровнем диагностической точности биопсии. По словам Вэйна Компера (Wayne Comper), научного директора компании, первые экзосомные диагностические наборы можно будет приобрести в конце 2013 г.

Исследователи используют диагностический набор для наблюдения за генетическим биомаркером TMPRSS2:ERG (или T:E) в экзосомах, полученных из образцов мочи. Исследования показали, что концентрации T:E в девять раз выше в образцах, полученных от больных раком предстательной железы, чем в образцах, полученных от здоровых мужчин.

По словам МакКирнана, результаты исследований продемонстрировали, что разработанные экзосомные диагностические тесты обладают большей предиктивной способностью при диагностике рака, чем применяемые в настоящее время методы предварительного скрининга, в частности, метод PSA.

Сривастава утверждает, что, если набор для диагностики рака предстательной железы, разработанный компанией Exosome Diagnostics, пройдет изнурительный процесс одобрения Управлением по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных препаратов США (U.S. Food and Drug Administration), он поможет повысить эффективность лечения пациентов с этим типом рака.

В то же время экзосомные тесты могут использоваться в сочетании с уже существующими методами диагностики, такими как метод PSA. Это поможет клиницистам успешно определить степень тяжести онкологического заболевания у больного и принять решение о необходимости проведения радикального хирургического лечения даже без предварительной биопсии. По словам Сриваставы, если у пациента одновременно будут выявлены высокая концентрация PSA и положительные экзосомные биомаркеры, такой диагностический тест будет обладать превосходной точностью.