• Читателям
  • Авторам
  • Партнерам
  • Студентам
  • Библиотекам
  • Рекламодателям
  • Контакты
  • Язык: English version
4465
Диагноз по «обломкам» ДНК
Медицина
Метилирование ДНК. В центре участка молекулы ДНК находятся два симметрично расположенных метилцитозина. Автор Christoph Bock (Max Planck Institute for Informatics)

Диагноз по «обломкам» ДНК

Клетки нашего тела постоянно обновляются, одни умирают, им на смену приходят другие. Одни клетки, когда приходит время, умирают «естественной смертью» путем апоптоза, «клеточного самоубийства», другие – в результате патологических воздействий – путем некроза. Фрагменты нуклеиновых кислот – ДНК и РНК погибших клеток попадают в кровоток, их называют внеклеточными или циркулирующими нуклеиновыми кислотами. Когда клетка гибнет путем некроза, в кровь попадает больше ее ДНК, чем в результате апоптоза – это обусловлено различиями в механизме процессов. Если научиться выделять такие «обломки» ДНК из крови и определять, откуда, из какого органа или ткани они взялись, и что там стряслось, врачи получат в свое распоряжение еще один пул методов диагностики. Пока трудно сказать, насколько такие методы будут успешны, но исследователи над ними активно работают.

На самом деле, некоторые методики, основанные на обнаружении циркулирующей ДНК, уже используются в медицине. Например, тест на синдром Дауна у плода: анализируется эмбриональная ДНК, которая в небольшом количестве проникает в кровь беременной женщины. Онкологи исследуют циркулирующую ДНК раковых клеток – несущую определенные мутации – это помогает отслеживать эффективность лечения; работают над тестами на ранние признаки болезни.

Но как определить, какому органу или ткани принадлежат фрагменты плавающей в крови нуклеиновой кислоты? Где болезнь прячется? Одно из решений – идентификация по особенностям метилирования ДНК, которые свои у каждого типа клеток. Это не удивительно, так как метилирование – присоединение метильных групп к цитозинам в регуляторной области гена – делает ген неактивным, это – один из механизмов, обеспечивающих «индивидуальность» клеток.

Первые результаты получили исследователи из Китая. Например, в крови больных раком печени они обнаружили возрастание количества фрагментов ДНК с особенностями метилирования клеток печени. Но использованный метод опирался на полногеномный анализ метилирования стоимостью свыше $ 1000 за образец.

Израильские ученые недавно представили более простой и дешевый подход. Они взяли уже известные паттерны метилирования различных тканей и выбрали участки, которые можно использовать как уникальные «отпечатки пальцев». Таким способом удалось детектировать внеклеточную ДНК β-клеток (клетки поджелудочной железы, производящие инсулин) у людей с инсулин-зависимым сахарным диабетом. Возможно, со временем методика будет применяться для выявления диабета на ранней стадии, когда уровень глюкозы в крови еще в норме.

ДНК β-клеток была найдена и в крови людей, которые недавно перенесли трансплантацию: такой результат говорит об отторжении пересаженной ткани. Признаки гибели клеток поджелудочной железы обнаружили в крови больных раком этого органа (примерно у половины обследованных), и даже смогли отличить рак от панкреатита – воспаления поджелудочной железы. ДНК клеток мозга нашли в крови людей, перенесших травму головы, а в крови 14 из 19 больных рассеянным склерозом обнаружили ДНК олигодендроцитов, клеток мозга того типа, которые разрушаются при этой болезни.

Анализ паттернов метилирования – не единственный способ узнать тканевую принадлежность циркулирующих ДНК. Американские ученые описали метод, который опирается на тканеспецифичные различия упаковки ДНК в нуклеосомы – комплекс молекулы ДНК со специальными белками. Исследователям удалось использовать особенности нуклеосом как «отпечатки пальцев» для циркулирующих ДНК у трех из пяти раковых больных.

Оба подхода дальше планируется тестировать на больших выборках. Ряд ученых относится к разработкам скептически: cмогут ли они выдержать конкуренцию с анализами, основанными на определении в крови негенетических молекул – гормонов, метаболитов? К тому же на ранних стадиях болезни, в том числе, рака, как раз, когда польза от диагностики была бы максимальной, в крови может быть недостаточное для анализа количество ДНК, свидетельствующей о болезни. Однако когда-то и к тесту на синдром Дауна относились скептически, но теперь его успешно проходят тысячи женщин.

Фото: https://commons.wikimedia.org

Подготовила Мария Перепечаева

Подробнее об этом

Статьи

Материалы

Понравилось? Поделись с друзьями!

Подпишись на еженедельную e-mail рассылку!

comments powered by HyperComments