Секвенирование внеклеточной ДНК поможет выявить клональный гемопоэз у раковых больных

Клональный гемопоэз с неопределенным потенциалом (КГНП) — довольно распространенный фенотип, обнаруживаемый у около 10% здоровых людей старше 70 лет. Для него характерна клональная экспансия гемопоэтических стволовых клеток или других предшественников клеток крови без наличия явной злокачественности. Зачастую КГНП ассоциируется с различными неблагоприятными последствиями для здоровья, включая повышенный риск сердечных заболеваний и прогрессирования онкологических заболеваний крови, в частности, острого миелоидного лейкоза. При наличии КГНП у больных раком сильно снижается общая выживаемость.

Секвенирование внеклеточной ДНК (вкДНК) становится все более популярным методом в клинических исследованиях для неинвазивной диагностики рака. Однако для точного определения источника мутации, обнаруженной в плазме, необходимо также секвенировать геномы лейкоцитов и провести сравнительный анализ, что существенно увеличивает стоимость исследования.

Исследователи из Института биомедицинских исследований «Новартис» (NIBR) разработали новый метод анализа вкДНК, основанный на машинном обучении. Он позволяет выявить связанные с КГНП мутации и отличать их от мутаций, ассоциированных с онкологическими заболеваниями, без необходимости использования полногеномного секвенирования лейкоцитов. Для машинного обучения использовались данные полногеномного секвенирования опухолей, плазмы и лейкоцитов 127 человек с метастатическим раком и 47 здоровых контролей.

Затем авторы применили эту модель для анализа более чем 4300 образцов вкДНК плазмы больных с различными типами рака. С помощью нового метода удалось определить наличие КГНП у 30,3% пациентов в данной когорте, причем частота встречаемости коррелировала с типом опухоли. У тех пациентов, у которых был диагностирован КГНП, наблюдалась повышенная активность нейтрофилов и воспалительных процессов в опухоли и ее микроокружении. У них также было больше периферических кровяных клеток, связанных с воспалением, таких как моноциты и нейтрофилы. Кроме того, у пациентов с КГНП наблюдалось повышенное соотношение нейтрофилов к лимфоцитам, в особенности у больных с меланомой и ER+ раком молочной железы.

Таким образом, на основе машинного обучения и секвенирования вкДНК был разработан быстрый и экономически выгодный метод определения КГНП у больных раком. Тем не менее, требуется дополнительное изучение связи КГНП и воспаления в опухолях. Метод может быть улучшен за счет увеличения выборки для машинного обучения.

Человеческие мини-кости получены в мышах