Rak płuca zwykle jest rozpoznawany po pojawieniu się podejrzanych objawów lub przypadkowo przy obrazowaniu klinicznym wykonywanym dla innych wskazań. Poza objawami i zmianami radiologicznymi w płucach rokowanie zależy również od historii palenia tytoniu i wieku pacjenta.

Wyniki przeprowadzonego niedawno w USA krajowego badania przesiewowego płuc wykazały zmniejszenie śmiertelności o 20% u pacjentów z podwyższonym ryzykiem raka płuc dzięki stosowaniu tomografii komputerowej o niskiej dawce (LDCT). Metoda badań LDCT wiąże się jednak z wysoką dodatnią szybkością, co utrudnia jej powszechne stosowanie. Ponadto kliniczna ocena pacjentów za pomocą tomografii komputerowej i bronchoskopii nie zawsze jest możliwa, ponieważ tkanka guza płuc może być niedostępna lub próbki cytologiczne mogą być niezdatne do oceny.

Aby przezwyciężyć ograniczenia badań przesiewowych w kierunku raka płuc, naukowcy z zespołu finansowanego ze środków UE projektu proLungPlasma zaproponowali alternatywne podejście oparte na biomarkerach epigenetycznych – markerach dziedzicznych zmian w funkcjonowaniu genów, które nie wymagają modyfikacji sekwencji DNA. Metylacja DNA jest ważnym procesem epigenetycznym zaangażowanym w podstawowe procesy biologiczne, takie jak rozwój i różnicowanie komórek. „Nasze podejście wykorzystuje fakt, że nieprawidłowa metylacja DNA odgrywa istotną rolę w rozwoju raka”, wyjaśnia koordynator projektu, dr Gunter Weiss.

Test epigenetyczny do wykrywania raka płuc

Celem innowacyjnego projektu proLungPlasma była walidacja epigenetycznego testu biomarkerów do wykrywania komórek raka płuca w próbkach osocza. Badania oparto na wcześniejszych ustaleniach wykazujących, że metylację SHOX2 można wykorzystać do wykrywania komórek raka płuc w popłuczynach oskrzeli z bardzo wysoką dokładnością. „Naszym zadaniem jest opracowanie opartego na krwi, molekularnego narzędzia diagnostycznego uzupełniającego systematyczne badania przesiewowe w kierunku raka płuca, które zmniejszy liczbę fałszywie dodatnich wyników”, kontynuuje dr Weiss.

Test zawiera oznaczenie oparte na reakcji PCR w czasie rzeczywistym do wykrywania metylacji genów SHOX2 i PTGER4 w DNA wyizolowanym z osocza pacjenta. Metylację genów SHOX2 i PTGER4 można wykryć przez specyficzną amplifikację krążącego DNA obecnego w krwiobiegu. Pojawiające się dowody wskazują, że pomiar metylacji genów SHOX2 i PTGER4 w DNA osocza pomaga w wykryciu raka płuca. Dodatkowo można je wykorzystać do odróżnienia złośliwych od niezłośliwych postaci tej choroby płuc.

Po optymalizacji odczynników i opracowaniu produktu kolejnym krokiem była walidacja testu Epi proLung w klinicznym badaniu wydajności. Wyniki badania, w ramach którego przebadano ponad 350 próbek pobranych od pacjentów, wykazały, że test jest bardzo skuteczny w rozróżnianiu raka płuca, przy powierzchni obszaru pod krzywą na poziomie 0,83. Czułość wynosiła 85% przy swoistości na poziomie 50%. Dużo uwagi poświęcono również procesowi produkcyjnemu i zwiększeniu produkcji w celu sprostania wymaganiom technicznym oraz potrzebom ekonomicznym.

Przyszłość metod wykrywania raka płuca

Firma Epigenomics z powodzeniem prowadzi badania epigenetyczne od 1998 r., co zaowocowało stworzeniem specjalnej platformy do odkrywania biomarkerów epigenetycznych na potrzeby detekcji raka. Test Epi proLung stanowi uzupełnienie bogatej oferty firmy w zakresie sprawdzonych biomarkerów przeznaczonych do wykrywania nowotworów.

Ogólnie projekt wykazał, że ocena markerów metylacji DNA w osoczu krwi jest wiarygodną metodą diagnostyki raka płuc. Dr Weiss przewiduje, że „test Epi ProLung może stać się użytecznym narzędziem wspomagającym diagnozowanie raka płuca u pacjentów o podwyższonym ryzyku choroby”. Oczekuje się, że pomyślne wdrożenie testu obniży liczbę fałszywie dodatnich wyników, ograniczy niepotrzebne procedury i związane z tym obciążenia psychiczne, a przede wszystkim umożliwi wykrywanie choroby na wcześniejszych etapach, co gwarantuje lepsze rokowania.