Gerichte detectie van nucleïnezuurmutaties voor verbeterde diagnostiek van longkanker in vloeibare biopsieën

Dit project focuste op het verbeteren van de huidige moleculaire diagnostische benaderingen voor longkanker-gerelateerde mutatiedetectie in vloeibare biopsieën. Vloeibare biopsieën verwijst naar het afnemen en analyseren van biologische vloeistoffen—meestal bloed—en biedt mogelijkheden voor screening, diagnose, voorspelling en monitoring van de respons op een behandeling. De huidige assays op basis van circulerend tumor-DNA (DNA dat door tumorcellen in het bloed vrijkomt) lijden echter aan gevoeligheidsproblemen vanwege het lage percentage van tumor-afgeleid DNA. Bovendien zijn ze afhankelijk van technieken die duur en traag zijn en waarvoor hoogopgeleid personeel vereist is voor data-analyse. Hier werden er twee benaderingen onderzocht.

Eerst werd het effect van depletie van wild-type sequenties op de gevoeligheid van mutatiedetectie met behulp van op hybridisatie-gebaseerde methoden getest. De limiet van mutatiedetectie met werd met ongeveer één grootteorde verlaagd. Dit werd geverifieerd met behulp van longkankerpatiëntstalen en gebenchmarkt. Een haalbaarheidstest toonde de overdraagbaarheid naar een elektrochemische sensor aan.

Ten tweede werd onderzocht hoe extracellulaire vesikels—kleine structuren die uitgescheiden worden door cellen en ook in het bloed terecht komen—kunnen bijdragen aan een verhoogde gevoeligheid. Met behulp van een longkankercellijn en bloedplasma-achtergrond werd de verrijking van vesikels vergeleken met de standaard workflow voor mutatiedetectie. Deze verrijking van vesikels, voorafgaand aan cel-vrije DNA-extractie, leidde tot significant hogere mutante allelfrequenties.

Hybridisatie-gebaseerde methoden zijn niet afhankelijk van het toevoegen van labels en kunnen worden geoptimaliseerd om bij kamertemperatuur te werken. Daarom geloven we dat de combinatie van onze depletiebenadering en een elektrochemische uitlezing een sensor kan samenstellen die goedkoper en eenvoudiger is dan de huidige vloeibare biopsie-analysetechnieken. Het toevoegen van een vesikel-verrijkingsstap aan moleculaire diagnostische workflows kan bijdragen aan de gevoeligheid van huidige analyses. Aangezien extracellulaire vesikels in zeer vroege stadia van kanker verschijnen, kan hun gebruik interessant zijn voor screeningsprocessen.