Forskere ved University of Pennsylvania School of Medicine har utviklet et paradigme-skifte metode for å påvise små mengder av proteiner i blodet.
Anvendelser av denne metoden vil gjøre kresne lav overflod molekyler assosiert med kreft (som brystkreft), Alzheimers sykdom, prionsykdommer, og muligens psykiatriske sykdommer relativt enkel og mer nøyaktig sammenlignet med dagens metodikk, inkludert brukte ELISA (enzyme- knyttet immunoadsorbent assay).
ELISA er en vanlig immun-system basert på analysen som bruker enzymer knyttet til et antistoff eller antigen som en markør for å plukke ut spesifikke proteiner. For eksempel er det brukt som en diagnostisk test for å bestemme eksponering for smittestoffer, som HIV, ved å identifisere antistoffer tilstede i en blodprøve.
Sensitiviteten for å påvise molekyler av den nye metoden, kalt FACTT, kort for Fluorescent Amplification katalysert av T7-polymerase Technique, er fem størrelsesordener (100.000 ganger) større enn ELISA, fant Penn forskerne.
Senior forfatteren Mark I. Greene MD, PhD, John Eckman Professor of Medical Science, Hongtao Zhang, PhD forskning spesialist, Xin Cheng, PhD, forskning etterforsker, og Mark Richter, et forsknings-tekniker i Greenes lab, rapporterer sine funn i den avanserte online publisering av Nature Medicine .
"Den nåværende ELISA testene kan bare oppdage proteiner når de er i høy overflod", sier Zhang. "Men problemet er at mange av de funksjonelle proteiner - de som har en rolle i å bestemme din helse -. Eksistere i svært små mengder til sykdommer er tydelige og kan ikke registreres eller måles på tidlige stadier av medisinsk patologi Det var viktig å utvikle en teknikk som kan oppdage disse sjeldne molekylene å oppdage avvik på et tidlig stadium. "
Den FACTT teknologien bruker et annet enzym forsterkersystem slik kvantitativ signaler kan fås fra enda noen protein molekyler sammenlignet med ELISA. "Teknologien er utrolig tilpasningsdyktig til enhver protein og kan utføres i en automatisert format," bemerker Greene. Han sier at teknologien vil snart være robotisert slik som å være i stand til skjermen for mange sjeldne sykdomsfremkallende proteiner ved hjelp av små mengder blod. "Det er også mulig at man kunne skjerm for flere sykdommer samtidig og produsere en presis regnskapsføring av om sykdomsfremkallende molekyler er tilstede på et tidlig tidspunkt da sykdommen lett kan behandles," legger Greene.
Greene har også bemerket at FACTT teknologien representerer den videre utviklingen av en tidligere metode som ble utviklet i samarbeid med professor i farmakologi James Eberwine, PhD, også fra Penn. Jo tidligere teknikken ansatt radioisotoper.
Forskerne sammenlignet påvisning av Her2/neu i blodet mellom ELISA og FACTT. Her2/neu proteiner var faktisk først identifisert av Greene laboratorium i 1980, og Her2/neu genet ble funnet av andre forskere til å være overexpressed i brystkreft. Her2/neu er normalt en lav-overflod molekyl som blir overexpressed i mer enn 30 prosent av primær brystkreft, eggstokkreft, og bukspyttkjertelen svulster. En del av Her2/neu molekylet er utøst fra overflaten av kreftceller og har blitt oppdaget i blod av bryst-kreft pasienter. Høyere blod konsentrasjoner av Her2/neu korrelerer med en lavere responsrate til kjemoterapi og kortere overlevelse tid etter tilbakefall.
Den Greene lab utviklet musemodeller som bærer kreftceller overekspresjon Her2/neu. Når disse cellene er implantert i dyr, de danner svulster akkurat som brystkreft svulster hos mennesker. Ved hjelp av ELISA, forskerne kunne ikke oppdage Her2/neu fra mus blod til svulstene nådde en ubrukelig størrelse, men med den nye FACTT teknologien kunne de oppdage Her2/Neu i noen mus når svulstene var knapt synlige, og innen to dager etter implantasjon. Disse resultatene indikerer at det er mulig å oppdage svulster ved svært tidlige stadier, slik at tumor utvikling eller gjentakelse kan bli raskt behandlet eller forhindret.
Greene laboratorium etablert mange av prinsippene i målrettet terapi for Her2/neu svulster og prototypen antistoffer som førte til utviklingen av Herceptin, en lignende antistoff molekyl som ble opprettet av Genentech. Den Greene laboratoriet også tidligere vist at tidlig behandling av Her2/neu svulster med målrettede monoklonale antistoffer i dyremodeller har ført til langt mer betydelig hindring av tumorvekst, samt svulst fremveksten og reoccurrence.
Greene understreker at tidlig behandling er langt mer effektivt enn å behandle avanserte svulster med samme antistoffene. Nyere kliniske studier støtter forestillingen om at tidlig behandling hindrer svulst reoccurrence hos kvinner med brystkreft svulster. FACTT teknologi representerer en måte å par tidlig diagnose med tidlig behandling for å hindre tumor fremveksten.
Oppdage Her2/neu i mennesker for brystkreft
Den mest brukte kliniske Her2/neu testene er IHC (immunhistokjemi) og FISH (fluorescens in situ hybridisering). Men både fisk og IHC er komplekse, tidkrevende tester.
Pasienter som tester positivt for Her2/neu bruke fisk eller IHC har responsive priser på rundt 35 prosent til kreftmedisinen Herceptin. Overvåking Her2/neu status fra blodet med en kraftig teknologi som FACTT representerer en alternativ tilnærming i forhold til IHC eller fisk, sier forskerne.
Pre-behandling Her2/neu nivåer korrelerer med tumor størrelse og omfanget av sykdommen. Post-behandling Her2/neu nivåer forutsi sykdom-spesifikk overlevelse. En mer følsom analysen kan mer nøyaktig tillate behandling av mennesker med brystkreft og tillate behandling raskere hvis svulsten vedvarer.