Sinh thiết lỏng với phân tích sửa đổi RNA phát hiện ung thư đại trực tràng giai đoạn đầu với độ chính xác 95%

Sinh thiết lỏng là xét nghiệm tìm kiếm dấu hiệu ung thư bằng cách lấy máu đơn giản. Không giống như sinh thiết truyền thống, đòi hỏi phải lấy một phần mô, sinh thiết lỏng thường tìm kiếm các đột biến hoặc thay đổi trong các đoạn DNA từ các tế bào ung thư lưu thông trong máu.

Mặc dù sinh thiết lỏng là phương pháp không xâm lấn, đầy hứa hẹn để phát hiện và theo dõi ung thư khi bệnh tiến triển, nhưng phương pháp này không nhạy và chính xác trong giai đoạn đầu của bệnh.

Các nhà khoa học tại Đại học Chicago đã phát triển một xét nghiệm sinh thiết lỏng nhạy hơn sử dụng RNA thay vì DNA để phát hiện ung thư.

Sử dụng mẫu máu từ bệnh nhân ung thư trực tràng, xét nghiệm này có thể phát hiện giai đoạn sớm nhất của bệnh với độ chính xác 95%, vượt trội hơn đáng kể so với các phương pháp xét nghiệm không xâm lấn thương mại hiện có.

Khó khăn trong chẩn đoán sớm

Khi các tế bào khối u chết đi, chúng sẽ vỡ ra và giải phóng các mảnh vật chất di truyền vào máu. Sinh thiết lỏng tiêu chuẩn dựa vào DNA nổi này, được gọi là DNA tự do lưu thông trong tế bào (cfDNA), để phát hiện ung thư.

Tuy nhiên, trong giai đoạn đầu của bệnh, khi các tế bào khối u vẫn đang phát triển và sinh sôi mạnh mẽ, có rất ít cfDNA trong máu.

“Đây là một vấn đề lớn đối với việc phát hiện sớm. Đơn giản là không có đủ DNA khối u trong máu”, Tiến sĩ Chuan He, Giáo sư Hóa học và Giáo sư Hóa sinh và Sinh học Phân tử tại Đại học Chicago, cho biết.
“Đây là một vấn đề đối với tất cả chúng tôi trong việc phát hiện sớm ung thư đại trực tràng, vì vậy chúng tôi quyết định sử dụng RNA thay thế.”

Tiến sĩ He là tác giả chính của nghiên cứu "Những biến đổi của RNA không có tế bào có nguồn gốc từ hệ vi sinh vật trong huyết tương giúp phân biệt các mẫu ung thư đại trực tràng", được công bố trên tạp chí Nature Biotechnology.

Tại sao lại là RNA?

RNA là một dạng trung gian của mã di truyền, sao chép và thực hiện các hướng dẫn của DNA để tạo ra các protein cần thiết cho tế bào. Xét nghiệm RNA là một chỉ số tốt về hoạt động của gen vì sự hiện diện của RNA có nghĩa là các tế bào đang hoạt động và tổng hợp protein.

Đối với nghiên cứu mới này, các sinh viên tốt nghiệp Cheng-Wei Ju và Li-Sheng Zhang, cựu nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại phòng thí nghiệm của He (hiện là giáo sư tại Đại học Khoa học và Công nghệ Hồng Kông), đã bắt đầu nghiên cứu khả năng sử dụng RNA không có tế bào lưu thông (cfRNA) thay vì cfDNA để chẩn đoán và phát hiện ung thư.

Nghiên cứu hệ vi sinh vật

Nghiên cứu cho thấy chúng ta không chỉ có thể đo lường các biến đổi cfRNA từ tế bào người mà còn có thể phát hiện RNA từ vi khuẩn đường ruột. Hàng tỷ vi khuẩn cùng tồn tại trong hệ tiêu hóa của chúng ta, và hoạt động của chúng cũng thay đổi khi có ung thư.

Tiến sĩ He cho biết: “Chúng tôi phát hiện ra rằng RNA do vi khuẩn tiết ra có sự khác biệt đáng kể giữa bệnh nhân ung thư và người khỏe mạnh.
Trong ruột, khi khối u bắt đầu phát triển, hệ vi sinh vật đường ruột lân cận sẽ tái tổ chức để đáp ứng với tình trạng viêm, và điều này ảnh hưởng đến các vi khuẩn xung quanh.”

Quần thể vi sinh vật tái tạo nhanh hơn nhiều so với tế bào người, với nhiều tế bào chết đi và giải phóng các đoạn RNA vào máu. Điều này có nghĩa là một xét nghiệm đo lường các biến đổi trên RNA của vi sinh vật có thể phát hiện hoạt động tiềm ẩn của khối u sớm hơn nhiều so với các xét nghiệm dựa trên DNA tế bào khối u ở người.

Kết quả

• Các xét nghiệm thương mại hiện có để đo DNA hoặc RNA trong phân có độ chính xác khoảng 90% ở giai đoạn ung thư cuối, nhưng độ chính xác của chúng giảm xuống dưới 50% ở giai đoạn đầu.

• Một xét nghiệm mới dựa trên các biến đổi RNA cho thấy độ chính xác tổng thể gần 95%, bao gồm độ chính xác cao ở giai đoạn đầu của bệnh ung thư.

“Đây là lần đầu tiên các biến đổi RNA được sử dụng như một dấu ấn sinh học tiềm năng cho bệnh ung thư, và nó đã được chứng minh là đáng tin cậy và nhạy hơn nhiều so với việc đo nồng độ RNA”, Tiến sĩ He nói.
“Khả năng phát hiện ung thư ở giai đoạn đầu này là chưa từng có.”