Világszínvonalú módszer tumorminták százainak vizsgálatára a SE-en

A daganatos betegségek kialakulása gyakran genetikai változásokra vezethető vissza, ami végsősoron a sejteket alkotó fehérjék mennyiségében vagy szerepük változásában nyilvánul meg. Ezek a változások minden betegnél egyediek. Optimális, személyre szabott daganatterápia akkor alakítható ki, ha ezeket az elváltozásokat minden beteg esetén azonosítani tudjuk. Jelenleg a leggyakrabban alkalmazott módszer a genetikai elváltozások célzott keresésére alapul, de ez nem minden esetben jelzi előre az elváltozások miatt kialakuló terápiás választ, hiszen nem az egész gén kerül szekvenálásra, hanem csak meghatározott szakaszai, a fehérje termelődését azonban a teljes gén határozza meg.

A módosult gének által kódolt fehérjék mennyiségének, funkciójának illetve aktivitásuknak számítógépes modellezéssel való előrejelzése a fehérjeműködés és fehérje-fehérje kölcsönhatások nagymértékű összetettsége miatt ma még nem valósítható meg, ezért erre a kérdésre csak a fehérjeszintű vizsgálatok adhatnak egyértelmű választ.

A Semmelweis Egyetem Biokémiai és Molekuláris Biológiai Intézetében dr. Christos Chinopoulos egyetemi docens vezetésével a 2017-2.3.4-TÉT-RU-2017-00003 projekt keretében az újonnan kialakított „Reverse Phase Protein Array” (RPPA) platform segítségével automatizált módon vált lehetővé mindössze néhány nap alatt több száz, a műtétek során kimetszett tumor- és egészséges szövetmintapár vizsgálata a bennük található 50 onkogén- illetve tumor szupresszor fehérjék („tumor forrópontok”) mennyiségi meghatározása alapján.

A módszer nagy előnye, hogy több mint 400 minta egyidejű vizsgálatára alkalmas alacsony egy mintára számított fajlagos költséggel és rendkívül kis mintamennyiség felhasználásával. Voronyezsi klinikai partnerük összesen 862 szövetmintát küldött vizsgálatra: 317 egészséges emlőszövetet és 312 emlőtumort, 91 egészséges veseszövetet és 96 vesetumort, illetve 23 petefészek-daganatot 23 egészséges szövetmintával. Az RPPA mérés alapfeltétele olyan antitestek kiválasztása és alkalmazása, amelyek kis mennyiségben is érzékenyen, még fehérjecsaládon belül is az adott fehérjére jellemzően, nemkívánt keresztreakciók nélkül mutatják ki a célfehérjét. Az RPPA módszer működésének feltétele tehát ezeknek az érzékeny és célfehérjére specifikus antitesteknek az alkalmazása, amelyek a tesztelési folyamat során megfelelően azonosították a fehérje célpontot. A megfelelőnek talált antitestek azonosítását követően a mintafeldolgozáshoz szükséges fehérjeextrakció folyamatára vonatkozó előírást és a teljes RPPA folyamat módszereit is ki kellett dolgozni, ezáltal lehetővé téve a betegektől származó szövetminták vizsgálatát.

A mérések során hatalmas mennyiségű adat gyűlt össze, ezek grafikus ábrázolásához és statisztikai analíziséhez szükséges egy egyedi szoftver kifejlesztése, ami kollaboráció keretében (Dr. Konrád Csaba, Well-Cornell Institute, NY) folyamatos fejlesztés alatt áll. Voronyezsi partnerüktől génszekvenálási adatok is érkeztek (Next generation sequencing (NGS)): 108 egészséges emlőszövet – emlőtumor pár, 3 egészséges emlőszövet és 7 emlőtumor valamint 30 egészséges veseszövet – vesetumor pár eredményei állnak rendelkezésre, melyek összehasonlítása az RPPA adatokkal a kifejlesztett programmal jelenleg zajlik. A kombinált génexpressziós- és RPPA vizsgálat segítségével egy, a jelenleginél átfogóbb kép alkotható az onkogén-fehérjék és tumor szupresszor fehérjék szerepéről emlőtumor és vesetumor esetén.

Mivel ez a fejlesztés eléri a Technology Readiness Level (TRL) 9 értéket, a módszer gyakorlatilag azonnal alkalmazható további klinikai mintákra és más típusú daganatokra is, mind hazai, mind nemzetközi együttműködés keretében.

A VEKOP-2.3.3-15-2016-00012 Kutatási infrastruktúra megerősítése - Nemzetköziesedés, Hálózatosodás azonosító számú projekt 260,00 millió forint összegű, vissza nem térítendő európai uniós támogatás segítségével megvalósult RPPA létesítmény az első Közép- és Kelet-Európában. A fentiekben leírt kidolgozott módszer bármikor, viszonylag rövid idő (hetek) alatt tovább fejleszthető csaknem bármely célfehérje mennyiségi meghatározására, amennyiben ellenük megfelelő antitest vásárolható vagy saját fejlesztésben kifejleszthető (ez hosszabb folyamat). Ezáltal gyakorlatilag bármely betegség esetén a betegséget diagnosztizáló vagy prognózist, kezelést befolyásoló fehérje biomarker vizsgálható, illetve a más módszerrel, kis betegszámon azonosított potenciális biomarkerek nagyszámú betegen való validálása történhet meg alacsony mintánkénti fajlagos költséggel akár alapkutatási, akár ipari együttműködés keretében, lehetőséget nyújtva további, új kutatói munkahelyek teremtésére is.

A projektről bővebben a http://rppa.hu weboldalon angol nyelven, valamint a https://semmelweis.hu/biokemia/rppa_hu/ weboldalon olvashatnak.