Δρ Δημήτριος Ν. Γκέλης (MD, ORL, DDS, PhD), Αικατερίνη Γκέλη (MD, Radiologist)
Η υγρή βιοψία (liquid biopsy) αποτελεί μία ελάχιστα επεμβατική προσέγγιση για την παρακολούθηση ασθενών με καρκίνο, η οποία παρέχει τη δυνατότητα ανίχνευσης, ανάλυσης και παρακολούθησης
 |
| Δρ Δημήτριος Ν. Γκέλης (MD, ORL, DDS, PhD), Κόρινθος, www.gelis.gr, www.pharmagel.gr email: pharmage@otenet.gr |
 |
|
Αικατερίνη Γκέλη (MD, Radioogist) Aσσος Κορινθίας, 6944644820, kgkeli@yahoo.com
|
του καρκίνου σε διάφορα σωματικά απόβλητα όπως αίμα ή ούρα αντί για ένα τμήμα καρκινικού ιστού.
Η υγρή βιοψία δίνει τη δυνατότητα χαρακτηρισμού και μελέτης της ετερογένειας ενός συμπαγούς όγκου σε πραγματικό χρόνο, μέσω λεπτομερούς μοριακής ανάλυσης του κυκλοφορούντος γενετικού υλικού του στο περιφερικό αίμα.
Η ανίχνευση συγκεκριμένων βιοδεικτών στο περιφερικό αίμα σε τακτά χρονικά διαστήματα μέσω της υγρής βιοψίας είναι πολύ σημαντική για την επιλογή της θεραπείας και την παρακολούθηση των ασθενών.
Οι αναλύσεις υγρής βιοψίας δίνουν άλλη διάσταση στην εξατομικευμένη θεραπεία, καθώς παρέχουν τη δυνατότητα χαρακτηρισμού της νεοπλασματικής νόσου σε μοριακό επίπεδο για την εκτίμηση της πρόγνωσης, καθώς και την πρόβλεψη ανταπόκρισης ή της ανάπτυξης αντίστασης σε στοχευμένες θεραπείες, ειδικά όταν η απόκτηση βιοπτικού υλικού από μεταστατικές εστίες δεν είναι πάντοτε εφικτή για πρακτικούς λόγους.
Η υγρή βιοψία δίδει τη δυνατότητα μελέτης διαφόρων βιολογικών παραγόντων, όπως τα κυκλοφορούντα καρκινικά κύτταρα (CTCs), νουκλεϊκά οξέα ελεύθερα κυττάρων, εξωσώματα ή «εκπαιδευμένα αιμοπετάλια (educated platelets)» από όγκους.
Επιπρόσθετα του γεγονότος ότι η υγρή βιοψία είναι μια μη ή ελάχιστα επεμβατική διαδικασία, αντιπροσωπεύει και μια καλύτερη εικόνα της ετερογένειας του όγκου και επιτρέπει την παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο της εξέλιξης του καρκίνου.
Οι πρόσφατες τεχνολογικές και μοριακές εξελίξεις, που διευκολύνθηκαν σε μεγάλο βαθμό από τη χρήση μικρορρευστικών (microfluidics) συστημάτων (μικρορρευστικό σύστημα είναι αυτό που χειρίζεται μια μικρή ποσότητα υγρών, χρησιμοποιώντας μικρά σωληνάρια με μεγέθη δέκα έως εκατοντάδες μικρόμετρα (micrometres)[1] σε πολλές περιπτώσεις, επέτρεψαν μεγάλες προόδους, στην ικανότητά μας να καθαρίζουμε και να αναλύουμε συστατικά υγρής βιοψίας.
Ειδικότερα, οι μεγάλες εξελίξεις της ψηφιακής PCR (Digital polymerase chain reaction) με βάση σταγονίδια και οι διάφορες βελτιστοποιήσεις των τεχνολογιών αλληλούχισης επόμενης γενιάς είναι κεντρικές για τις πολλές επικυρώσεις του DNA χωρίς κυκλοφορούντα καρκινικά κύτταρα (CTC) ως ισχυρού βιοδείκτη καρκίνου. Ωστόσο, η πλήρης υιοθέτηση της υγρής βιοψίας στις κλινικές θα απαιτήσει τη συνέχιση πρόσφατων προσπαθειών για την τυποποίηση των διαδικασιών, τόσο στην προαναλυτική, όσο και στην αναλυτική πτυχή[2].
Έρευνα του καρκίνου του μαστού με υγρή βιοψία: Ο καρκίνος του μαστού (ΚΜ) είναι μια εξαιρετικά ετερογενής νόσος. Η θεραπεία του ΚΜ είναι περίπλοκη λόγω της ενδοκαρκινικής πολυπλοκότητας. Η βιοψία ιστού και η ανοσοϊστοχημεία είναι οι τρέχουσες τεχνικές χρυσού προτύπου που καθοδηγούν τη θεραπεία του καρκίνου του μαστού.
Ωστόσο, αυτές οι τεχνικές δεν αξιολογούν τη μοριακή ετερογένεια του όγκου. Η εξατομικευμένη ιατρική στοχεύει να ξεπεράσει αυτές τις βιολογικές και κλινικές πολυπλοκότητες. Οι πρόοδοι στις τεχνικές και στις υπολογιστικές αναλύσεις έχουν επιτρέψει την ολοένα πιο ευαίσθητη, ειδική και ακριβή εφαρμογή της υγρής βιοψίας.
Αυτή η πρόοδος έχει εγκαινιάσει μια νέα εποχή στην ιατρική ακριβείας, όπου στόχος είναι η εξατομικευμένη θεραπεία του καρκίνου του μαστού, ο έγκαιρος έλεγχος, η ακριβής διάγνωση και πρόγνωση, η ανίχνευση υποτροπής, η διαχρονική παρακολούθηση και η επιλογή φαρμάκων.
Βιοδείκτες που μετρώνται με την υγρή βιοψία
Με την υγρή βιοψίαγίνεται η δειγματοληψία συστατικών κυττάρων όγκου που απελευθερώνονται από έναν όγκο ή/και μεταστατικές εναποθέσεις στο αίμα, στα ούρα, στα κόπρανα, στο σάλιο και σε άλλες βιολογικές ουσίες. Τέτοια συστατικά περιλαμβάνουν:
Κυκλοφορούντα καρκινικά κύτταρα [circulating tumor cells (CTCs)]. Η ανάλυση των κυκλοφορούντων καρκινικών κυττάρων (CTCs) είναι ένα εξαιρετικό εργαλείο για την παροχή πληροφοριών σχετικά με τη βιολογία των μεταστατικών καρκίνων, την παρακολούθηση της εξέλιξης της νόσου και τη δυνατότητα χρήσης σε εξατομικευμένη θεραπεία καρκίνου με βάση την υγρή βιοψία.
Από κλινική πλευρά, τόσο η απαρίθμηση CTC, όσο και η μοριακή ανάλυση μπορεί να παρέχουν νέα μέσα για την παρακολούθηση της εξέλιξης του καρκίνου και τη λήψη εξατομικευμένων αποφάσεων θεραπείας, αλλά η χρήση τους για την έγκαιρη ανίχνευση καρκίνου φαίνεται να είναι προκλητική σε σύγκριση με αυτή άλλων παραγώγων όγκου όπως το κυκλοφορούν DNA όγκου[3].
Κυκλοφορούν DNA όγκου (ctDNA) και το κυκλοφορούν RNA όγκου [circulating tumor RNA (ctRNA)]. Οι πρόσφατες εξελίξεις στις υγρές βιοψίες επέτρεψαν τη μη επεμβατική παρακολούθηση του όγκου σε πραγματικό χρόνο μέσω της ανίχνευσης των μορίων που απορρίπτονται από τους όγκους στο αίμα.
Μεταξύ αυτών των μορίων περιλαμβάνονται τα κυκλοφορούντα νουκλεϊκά οξέα όγκου (ctNAs), που περιλαμβάνουν μόρια DNA ή RNA απαλλαγμένα από κύτταρα παθητικά ή/και ενεργητικά, απελευθερωμένα από κύτταρα όγκου. Συχνά το ctDNA και το ctRNA επισημαίνονται για τις διαγνωστικές, προβλεπτικές και προγνωστικές τους δυνατότητες, αφού αυτοί οι βιοδείκτες διαθέτουν πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με τα χαρακτηριστικά και την εξέλιξη του όγκου.
Ενώ το κυκλοφορούν DNA όγκου (ctDNA) βρίσκεται στο επίκεντρο την τελευταία δεκαετία, λιγότερα είναι γνωστά για το κυκλοφορούν RNA όγκου (ctRNA). Υπάρχουν αναπάντητα ερωτήματα σχετικά με το γιατί ορισμένοι όγκοι αποβάλλουν υψηλές ποσότητες ctNA, ενώ άλλοι έχουν μη ανιχνεύσιμα επίπεδα.
Επίσης, υπάρχουν κενά στην κατανόησή μας για τις συσχετίσεις μεταξύ της εξέλιξης του όγκου και των χαρακτηριστικών του ctNA και της κινητικής αποβολής[4].
Aιμοπετάλια. Η ικανότητα των αιμοπεταλίων να προσλαμβάνουν πρωτεΐνες και νουκλεϊκά οξέα και να αλλάζουν τα μεταγραφήματα και τις πρωτεΐνες που προέρχονται από μεγακαρυοκύτταρα ως απόκριση σε εξωτερικά σήματα τα καθιστά μία από τις πλουσιότερες βιοπηγές υγρής βιοψίας.
Τα αιμοπετάλια είναι ο δεύτερος πιο άφθονος τύπος κυττάρων στο περιφερικό αίμα και απομονώνονται συνήθως μέσω καθιερωμένων και γρήγορων μεθόδων στην κλινική διάγνωση, αλλά η αξία τους ως πηγή καρκινικών βιοδεικτών είναι σχετικά πρόσφατη.
Τα αιμοπετάλια δεν έχουν πυρήνα, αλλά διαθέτουν λειτουργικό μάτισμα και μηχανισμό μετάφρασης πρωτεϊνών, για την επεξεργασία μεταγραφών RNA. Τα αιμοπετάλια εμφανίζονται ως σημαντικές αποθήκες πιθανών καρκινικών βιοδεικτών, συμπεριλαμβανομένων αρκετών τύπων RNA (mRNA, miRNA, circRNA, lncRNA και μιτοχονδριακό RNA) και πρωτεϊνών, και αρκετές προκλινικές μελέτες έχουν επισημάνει τη δυνατότητά τους ως πηγή υγρής βιοψίας για την ανίχνευση διαφόρων τύπων και σταδίων του καρκίνου[5].
Εξωσώματα. Τα εξωσώματα είναι εξωκυτταρικά κυστίδια που δημιουργούνται από όλα τα κύτταρα και μεταφέρουν νουκλεϊκά οξέα, πρωτεΐνες, λιπίδια και μεταβολίτες. Είναι μεσολαβητές της διακυτταρικής επικοινωνίας σε κοντινή και μεγάλη απόσταση στην υγεία και τις ασθένειες και επηρεάζουν διάφορες πτυχές της κυτταρικής βιολογίας.
Τα εξωσώματα επηρεάζουν τη νεοπλασία, την ανάπτυξη και μετάσταση του όγκου, τα παρανεοπλασματικά σύνδρομα και την αντίσταση στη θεραπεία. Ο ρόλος των εξωσωμάτων στην εξέλιξη του καρκίνου είναι πιθανότατα δυναμικός και ειδικός για τον τύπο, τη γενετική και το στάδιο του καρκίνου. Τα εξωσώματα μπορεί να προκαλέσουν ή να προάγουν νεοπλασία[6].
Η ανίχνευση εξωσωμάτων είναι μία από τις μεθόδους υγρής βιοψίας. Η ακτινοθεραπεία επηρεάζει την απελευθέρωση των εξωσωμάτων και την ενδοκυτταρική επικοινωνία. Με βάση τις ιδιότητες, την ικανότητα εξαγωγής και την ανιχνευσιμότητα των εξωσωμάτων, τα βασικά εξωσωματικά φορτία μετά από ακτινοθεραπεία όγκου μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως βιοδείκτες για την πρόγνωση του όγκου. Τα εξωσώματα μετά από ακτινοθεραπεία όγκου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για υγρή βιοψία.
Οι κύριες εφαρμογές περιλαμβάνουν (1) την πρόβλεψη της αποτελεσματικότητας της ακτινοθεραπείας, (2) την πρόβλεψη της πρόγνωσης του όγκου και (3) τη βελτιστοποίηση του σχήματος θεραπείας του όγκου[7].
Βιβλιογραφική τεκμηρίωση
1.Sackmann EK, Fulton AL, Beebe DJ. The present and future role of microfluidics in biomedical research. Nature. 2014 Mar 13;507(7491):181-9.
2.Poulet G, Massias J, Taly V. Liquid Biopsy: General Concepts.
Acta Cytol. 2019;63(6):449-455.
3.Castro-Giner F, Aceto N. Tracking cancer progression: from circulating tumor cells to metastasis. Genome Med. 2020 Mar 19;12(1):31.
4.Stejskal P, Goodarzi H, Srovnal J, Hajdúch M, van 't Veer LJ, Magbanua MJM. Circulating tumor nucleic acids: biology, release mechanisms, and clinical relevance. Mol Cancer. 2023 Jan 21;22(1):15.
5.Antunes-Ferreira M, Koppers-Lalic D, Würdinger T. Circulating platelets as liquid biopsy sources for cancer detection.
Mol Oncol. 2021 Jun;15(6):1727-1743.
6.Kalluri R, LeBleu VS. The biology, function, and biomedical applications of exosomes.
Science. 2020 Feb 7;367(6478):eaau6977.
7.Yixin Shi , Bingrun Qiu, Linyang Huang, Yiling Li, Yiting Ze, Yang Yao. Exosomes in Liquid Biopsy: A Nanotool for Postradiotherapy Cancer Monitoring. Front Biosci (Landmark Ed). 2022 Jun 27;27(7):205.
