Мелкоклеточный рак легкого можно выявить по профилю метилирования внеклеточной ДНК

Для мелкоклеточного рака легкого (МРЛ) характерно быстрое метастазирование. Ранее была показана гетерогенность МРЛ и идентифицированы подтипы опухолей в зависимости от экспрессии некоторых факторов транскрипции. В новой работе британские ученые из Манчестерского университета вместе с коллегами из США предложили новый подход к детекции МРЛ и определению его подтипа по профилю метилирования циркулирующей внеклеточной ДНК. Также он позволяет прогнозировать выживаемость пациентов с МРЛ.

На первом этапе работы исследователи оценили особенности метилирования ДНК по всему геному при МРЛ. Для этого использовали метод T7-MBD-Seq, в котором секвенирование происходит после обогащения с помощью белка с метил-CpG-связывающим доменом. Метод протестировали на 110 образцах от пациентов: паттерны метилирования в ксенотрансплантатах и эксплантатах циркулирующих в крови раковых клеток сравнили с таковыми в тканях здоровых легких. Дальнейший анализ дифференциально метилированных областей (differentially methylated regions, DMR) выявил значительные различия между здоровыми и опухолевыми тканями, например, гиперметилирование 69% DMR в опухолевых клетках.

Затем при помощи T7-MBD-Seq авторы изучили паттерны метилирования внеклеточной ДНК из крови 157 людей с МРЛ и без. Они обнаружили сходство с полученными ранее результатами, что, по словам ученых, указывает на диагностический потенциал данных о метилировании внеклеточной ДНК.

Наряду с легкостью идентификации, этот подход показал высокую чувствительность уже на ранних этапах заболевания. Так, классификатор, обученный с использованием данных о 4100 DMR в здоровых и опухолевых тканях, верно распределил 93% и 100% пациентов с ранней и более поздней стадией МРЛ, что оказалось более точным в сравнении с подходом, основанным на аберрациях в числе копий генома (41% и 90% соответственно).

Ученые установили, что данные о метилировании внеклеточной ДНК из крови можно применить для идентификации молекулярного подтипа МРЛ. Субтипирование на основе анализа крови, в отличие от классической биопсии, позволяет избежать проблем из-за небольшого количества ДНК или сильной некротизации тканей при МРЛ.

Изучение распределения метильных групп на внеклеточной ДНК также может дать представление о динамических изменениях в опухоли разных подтипов по мере прогрессирования заболевания, что указывает на возможную пользу этих данных в прогнозировании исхода. Так, статистический анализ показал, что выживаемость была выше среди людей с низкими уровнями метилирования, чем с более высокими.

Авторы заключили, что изучение профиля метилирования циркулирующей внеклеточной ДНК — универсально применимый метод жидкостной биопсии, и он обладает потенциалом для клинического выявления, контроля и субтипирования МРЛ у пациентов. Однако широкое применение этого метода, особенно для прогноза и установления подтипа, требует более масштабных по числу пациентов исследований.