"אם בדיקה זו תוביל לגילוי מוקדם של סרטן, אזי עשויות להיות לה השלכות קליניות נרחבות" אמר ג'ף תזהאוי-וונג, פרופסור להנדסה אשר צוותו לקח חלק פעיל בפיתוח הטכניקה. "רופאים בדרך כלל מצליחים בריפוי המחלה אם מגלים אותה מספיק מוקדם".

פרופ' Wang ותלמידיו פיתחו את הבדיקה במהלך 3 השנים האחרונות יחד עם עמיתים במרכז הסרטן של ג'ונס הופקינס. מנהל המרכז לחקר הסרטן ואחד המחברים של המאמר, Stephen B. Baylin, אמר שהבדיקה מייצגת "פלטפורמה מבטיחה מאוד" שתסייע לרופאים לגלות סרטן בשלב מוקדם ולחזות לאלו מן החולים יתאים טיפול ספציפי.

המחקר, אשר כלל גילוי של מרקרים של DNA בריר הריאה של חולי סרטן, תוכנן להראות שהטכנולוגיה יציבה. בהשוואה לשיטות קיימות, הבדיקה היא רגישה יותר והניבה תוצאות מהר יותר, אמרו החוקרים. "הטכניקה נראית מלהיבה, אך יש לבדוק אותה בתרחישים רבים", אמר ביילין. "חלק מן המחקרים עדיין נמשכים אצלנו. אם נמשיך לראות התפתחות מבטיחה, הבדיקה תוכל להיות זמינה לקהל הרחב תוך 5 שנים".

מטרת הבדיקה היא שינוי ביוכימי הנקרא מתילציה של DNA, המתרחש כאשר קבוצת כימיקלים הנקראת מתיל (methyl) נקשרת לציטוזין, אחד מארבעה נוקליאוטידים, או אבני בניין של DNA. כאשר מתילציה מתרחשת במיקומי גנים קריטיים, היא יכולה לעצור את השחרור של חלבונים המדכאים גידולים. כאשר זה קורה, קל יותר לתאי סרטן להיווצר ולשכפל עצמם. כתוצאה מכך, אדם אשר ה- DNA שלו הוא בעל מתילציית DNA, הוא בסיכון גבוה יותר ללקות בסרטן. זאת ועוד, שינויים אלה הם אירוע מקדים אשר אחריו מתרחשות מוטציות גנטיות, שהן סמן מקדים נוסף של סרטן. 

לשם איתור מתילציית DNA, הצוות גילה דרך לבחור את חלקי ה- DNA שיש להם קבוצת מתיל קשורה. באמצעות תהליך כימי הקרוי המרת bisulfite, כל הסגמנטים החסרים את קבוצת המתיל עוברים טרנספורמציה לנוקלאוטיד אחר.

ואז, תהליך אחר במעבדה משמש לביצוע העתקות נוספות של חלקי ה- DNA הקשורים לסרטן. בתהליך זה, שתי מולקולות נקשרות לקצוות של כל חלק DNA. אחת המולקולות היא חלבון הקרוי ביוטין, והשניה היא צבע פלואורסצנטי. מולקולות אלה נקשרות על מנת לסייע לחוקרים לזהות ולספור את חלקי ה- DNA הקשורים לסרטן.

על מנת לעשות זאת, חלקי DNA אלה מעורבבים עם נקודות קוונטום, שהם קריסטלים של חומר מוליך-למחצה אשר גודלם נמדד בננומטרים (מיליונית המטר). נקודות אלה משמשות בדרך כלל במעגלים אלקטרוניים, אך יש להן גם שימוש ביישומים ביולוגיים. נקודות קוונטום הן בעלות תכונה חשובה: הן מעבירות אנרגיה בקלות. כאשר אור מאיר על נקודת קוונטום, הנקודה מעבירה את האנרגיה למולקולה הקרובה, היכולה להשתמש בה על מנת לפלוט אור פלואורסצנטי. התנהגות זאת גורמת לחלקי ה- DNA הקשורים לסרטן לבלוט.

במחקר, נקודות הקוונטום כוסו בחומר כימי הנמשך לביוטין – אחת משתי המולקולות שנקשרו לחלקי ה- DNA. כתוצאה מכך, עד כ- 60 מחלקי ה- DNA יכולים להיצמד לנקודת קוונטום בודדת. ואז, אור אולטרה-סגול או לייזר כחול מכוון אל הדגימה. נקודות הקוונטום לוקחות את האנרגיה ומעבירות אותה מיידית לצבעי הפלואורסצנט. מולקולות צבע אלו משתמשות באנרגיה על מנת להאיר. סיגנלים אלה ניתנים לזיהוי ע"י מכונה הנקראת ספקטרופומטר (spectrophotometer). באמצעות ניתוח הסיגנלים, החוקרים יכולים לגלות לא רק האם הדגימה מכילה את ה- DNA אשר סרטן קשור אליו, אלא גם כמה ממתילציית ה- DNA נוכחת. כמויות גדולות פירושן סיכון מוגבר לסרטן.

"מידע מסוג זה יכול לאפשר למטופל עם מתילציה חיובית לעבור בדיקות לאיתור סרטן לעיתים קרובות יותר" השיטה יכולה להחליף את הדרכים המסורתיות, הפולשניות יותר, בבדיקת דם פשוטה." אמר Vasudev J. Bailey, דוקטורנט להנדסה ביוכימית מבנגלור, הודו, אשר היה אחד מ- 2 המחברים הראשיים של המאמר. "זה חשוב מכיוון שתוצאות הבדיקות הללו יסייעו לרופא לקבוע האם טיפול מסוים בסרטן עובד. וזה עשוי לסלול את הדרך לכימותרפיה אישית".

בנוסף, מאחר וסוגים שונים של סרטן מציגים מרקרים גנטיים שונים, החוקרים אומרים שהבדיקה תוכל לזהות איזה סרטן ספציפי יש למטופל סיכון לפתח. מרקרים של סרטן ריאות, לדוגמא, שונים ממרקרים של לוקמיה.

מקור:
Phil Sneiderman
Johns Hopkins University