مطالعه‌ای که توسط محققان دانشگاه ناگویا در ژاپن انجام شد، سه پروتئین غشایی ناشناخته را در وزیکول‌های خارج سلولی (EVs) شناسایی کرد که از سرطان تخمدان سروزی با درجه بالا (HGSOC)، یک زیرگروه کشنده سرطان تخمدان اپیتلیال (EOC) مشتق شده‌اند. این گروه با استفاده از فناوری منحصربه‌فردی متشکل از نانوسیم‌های پوشش‌داده‌شده با پلی‌کتون (pNWs)، موفق به گرفتن پروتئین‌های EV شدند که کاربرد بالینی روش تشخیص آنها و شناسایی نشانگرهای زیستی بالقوه برای این نوع سرطان تخمدان را نشان می‌دهد. به سرپرستی آکیرا یوکوی، دکترای دانشکده پزشکی دانشگاه ناگویا، و دکتر مایو اوکای، در موسسه تحقیقات پیشرفته، محققان در مورد پیشرفت های خود در این زمینه گزارش دادند. پیشرفت علم، در مقاله ای با عنوان “شناسایی وزیکول های خارج سلولی خاص سرطان تخمدان با درجه بالا توسط نانوسیم های پوشش داده شده با پلی کتون.” این تیم در مقاله خود به این نتیجه رسیدند: «به طور خلاصه، تشخیص نشانگر اختصاصی HGSOC توسط pNW یک پلت فرم امیدوارکننده به عنوان نشانگرهای زیستی بالینی است، و این بینش‌ها جنبه‌های پروتئومی دقیقی از EVهای متنوع در بیماران HGSOC ارائه می‌دهند.
نویسندگان خاطرنشان کردند که EOC یک سرطان زنانه بسیار کشنده است و به عنوان هفتمین علت شایع مرگ و میر ناشی از سرطان در بین زنان در سراسر جهان رتبه بندی می شود. و به دلیل دشواری غربالگری در مراحل اولیه، اکثر موارد در مرحله پیشرفته تشخیص داده می شوند، در این مرحله میزان بقای پنج ساله کمتر از 45٪ است. از میان انواع مختلف EOC، HGSOC حدود 75 درصد موارد را تشکیل می دهد و میزان مرگ و میر آن نزدیک به 90 درصد است. محققان اظهار داشتند: “هیچ نشانگر زیستی خاص و حساسی برای HGSOC وجود ندارد و CA125 که بیشتر در تشخیص بالینی استفاده می شود، ثابت کرده است که برای تشخیص زودهنگام سرطان تخمدان موثر نیست.”
کشف نشانگرهای زیستی جدید برای سرطان تخمدان مهم است زیرا تشخیص این بیماری در مراحل اولیه که به راحتی قابل درمان است، دشوار است. نویسندگان خاطرنشان کردند که یکی از روش‌های تشخیص سرطان، جستجوی EVs و به‌ویژه پروتئین‌های اگزوزوم کوچک آزاد شده توسط سلول‌های تومور است. خودروهای الکتریکی مشتق شده از سلول‌های سرطانی پروفایل‌های پروتئینی منحصربه‌فردی دارند که آنها را به اهداف امیدوارکننده‌ای به‌عنوان نشانگرهای زیستی بالقوه بیماری تبدیل می‌کند.
از آنجایی که این پروتئین ها در خارج از سلول سرطانی یافت می شوند، می توانند از مایعات بدن مانند خون، ادرار و بزاق جدا شوند. با این حال، این تیم اشاره کرد که EV ها در مایعات بدن کاملاً ناهمگن هستند و دانشمندان بیان کردند که استفاده از چنین نشانگرهای زیستی بالقوه ای به دلیل فقدان موارد قابل اعتماد برای تشخیص سرطان تخمدان مانع می شود. نشانگرهای پروتئین EV اختصاصی HGSOC با کاربرد عملی شناسایی نشده‌اند… از آنجایی که ارزیابی‌های دقیق برای پروتئومیکس EV یک چالش بزرگ در این زمینه بوده است، نشانگرهای EV مخصوص بیماری هنوز به طور گسترده‌ای وجود ندارد.
برای مطالعه گزارش شده خود، محققان هر دو EV های کوچک و متوسط/بزرگ را از HGSC استخراج کردند و آنها را با استفاده از کروماتوگرافی مایع – طیف سنجی جرمی برای تجزیه و تحلیل پروتئین ها تجزیه و تحلیل کردند. نویسندگان بیان کردند: «اول، توزیع اندازه EV ها را بررسی کردیم و دریافتیم که EV های کوچک (sEVs) اهداف بهتری به عنوان نشانگرهای زیستی نسبت به EV های متوسط/بزرگ (m/lEVs) هستند. ما سپس پروتئومیک تفنگ شاتگان را با استفاده از کروماتوگرافی مایع-طیف‌سنجی جرمی پشت سر هم (LC-MS/MS) انجام دادیم تا پروفایل‌های پروتئینی منحصربه‌فرد را برای هر کلاس اندازه EV با تفاوت‌های عملکردی قابل‌توجه بین EVهای کوچک و بزرگ نشان دهیم.
این تحقیق با چالش هایی روبرو شد. یوکوی گفت: «مراحل اعتبارسنجی برای پروتئین‌های شناسایی‌شده سخت بود، زیرا قبل از یافتن یک هدف خوب، باید آنتی‌بادی‌های زیادی را امتحان می‌کردیم». در نتیجه، مشخص شد که خودروهای الکتریکی کوچک و متوسط/بزرگ با مولکول‌های کاملاً متفاوتی بارگیری می‌شوند.»
آنالیزهای ادامه یافته سپس پروتئین های فردی را که ممکن است نشانگرهای زیستی بالقوه سرطان تخمدان را نشان دهند، برجسته کرد. یوکوی افزود: «تحقیقات بیشتر نشان داد که خودروهای الکتریکی کوچک نشانگرهای زیستی مناسب‌تری نسبت به نوع متوسط و بزرگ دارند. ما پروتئین های غشایی FRα، Claudin-3 و TACSTD2 را در EV های کوچک مرتبط با HGSC شناسایی کردیم.
پس از شناسایی پروتئین‌های نشانگر زیستی کاندید، تیم تصمیم گرفت تا تعیین کند که آیا آنها می‌توانند خودروهای الکتریکی را به گونه‌ای جذب کنند که به آنها امکان شناسایی وجود سرطان را بدهد یا خیر. برای انجام این کار، تاکائو یاسویی، متخصص نانوسیم، دکترا، از دانشکده مهندسی فارغ التحصیل در دانشگاه ناگویا، تحقیقات خود را با تحقیقات یاسوهید اینوکوما، دکترا، در آژانس علم و فناوری ژاپن ترکیب کرد تا نانوسیم‌های پوشش‌دار با زنجیره پلی‌کتونی (pNWs) ایجاد کند. . این فناوری برای جداسازی اگزوزوم ها از نمونه های خون ایده آل بود.
یوکوی گفت: «ایجاد pNW سخت بود. ما باید 3 تا 4 پوشش مختلف روی نانوسیم ها را امتحان کرده باشیم. اگرچه پلی‌کتون‌ها ماده‌ای کاملاً جدید برای پوشش دادن این نوع نانوسیم‌ها هستند، اما در نهایت بسیار مناسب بودند.
برای آزمایش کاربرد بالینی پلت فرم pNW، محققان از آن برای استخراج sEVs از نمونه‌های مایع آسیتی از بیماران HGSOC و از بیماران غیر سرطانی استفاده کردند. آنها توضیح دادند که در EOC، آسیت یک مایع غیرطبیعی بدن است که تقریباً در همه موارد و به ویژه در بیماران HGSOC در حفره صفاقی تجمع می یابد. سپس sEVهای آسیت بیشتر مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. sEV های آسیت که با استفاده از pNW خالص شده بودند، تحت آزمایش اندازه گیری تصویربرداری تک ذره (ExoView) قرار گرفتند. نتایج تایید کرد که sEV های مثبت برای FRα، Claudin-3 یا TACSTD2، در غلظت های بالا در بسیاری از بیماران HGSOC وجود دارد. تیم در پایان یافته‌های خود نوشت: «… پلتفرم pNW-ExoView ما حضور بالا FRα/Claudin-3/TACSTD2 را بر روی sEV های برداشت شده از آسیت بیماران HGSOC نشان داد که می‌توانند نشانگرهای زیستی HGSOC مفید باشند.»
یوکوی افزود: یافته های ما نشان داد که هر یک از سه پروتئین شناسایی شده به عنوان نشانگر زیستی برای HGSC مفید است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که این بیومارکرهای تشخیصی می توانند به عنوان نشانگرهای پیش بینی کننده برای درمان های خاص مورد استفاده قرار گیرند. نتایج ما به پزشکان اجازه می‌دهد تا استراتژی درمانی خود را برای سرطان تخمدان بهینه کنند، بنابراین، ممکن است برای تحقق پزشکی شخصی مفید باشند.
در گزارش خود، نویسندگان نتیجه‌گیری کردند: «پلتفرم pNW برای کاربردهای بالینی مناسب است و ممکن است به ساده‌تر کردن تشخیص‌های مبتنی بر EV کمک کند. پتانسیل گسترده ای برای کاربردهای مبتنی بر pNW برای جداسازی EV های خاص بیشتر در مایعات بدن در گردش وجود دارد.