Исследователи из Еврейского университета в Иерусалиме и Института науки Вейцмана разработали метод анализа крови, который позволяет выявлять рак молочной железы на ранних стадиях с точностью 95%.

Кроме того, тест помогает оценивать риск рецидива заболевания после лечения и может выявлять повышенную вероятность возвращения рака даже у пациенток, которых традиционные методы относят к группе низкого риска.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature. Работа выполнена совместно с врачами медицинского центра «Каплан» в Реховоте.

Жидкостные биопсии, выявляющие следы опухолевых клеток в крови, считаются одним из перспективных направлений онкологии. Однако на ранних стадиях количество таких следов крайне мало, что затрудняет обнаружение опухоли и повышает риск ложноположительных результатов.

Новая технология основана на изучении эпигенетических изменений — химических меток, регулирующих активность генов. Если ДНК можно сравнить с книгой рецептов, содержащей инструкции для клеток, то эпигенетические метки напоминают закладки и пометки, указывающие, какие инструкции и насколько активно следует использовать.

Когда клетки, в том числе раковые, погибают, они высвобождают в кровь нуклеосомы — фрагменты ДНК, обернутые вокруг белков. Исследователи использовали технологию, разработанную группой учёного Эфрат Шема, которая позволяет с помощью флуоресцентных меток и микроскопии отдельных молекул анализировать эпигенетические особенности миллионов нуклеосом.

Сначала ученые изучили образцы опухолевой ткани 12 женщин, которым предстояло хирургическое удаление новообразований. Затем они определили характерные эпигенетические признаки опухолей и научились обнаруживать их в крови.

Для проверки метода исследователи использовали образцы крови 77 пациенток с раком молочной железы, за которыми наблюдали не менее пяти лет в клинике Мэйо во Флориде, а также 30 здоровых женщин. Модели искусственного интеллекта научили различать образцы двух групп. Точность выявления раннего рака, когда опухоль оставалась в пределах молочной железы и не превышала 2 см, достигла 95%.

В ходе исследования ученые обнаружили, что даже в опухолях, которые не считаются особенно агрессивными, может присутствовать небольшая популяция клеток с повышенной способностью проникать в окружающие ткани. Эти клетки отличались характерным эпигенетическим профилем.

Эксперименты на лабораторных моделях рака молочной железы показали, что агрессивные клетки могут возникать из первоначально неагрессивных. По словам учёных, различия между ними, по-видимому, в значительной степени обусловлены эпигенетическими изменениями, а не только генетическими мутациями.

Исследователи предположили, что именно такие клетки могут способствовать рецидивам: лечение уничтожает основную массу опухоли, но отдельные клетки сохраняются и впоследствии дают начало новому росту.