- Opracowujemy test diagnostyczny, który jest zarazem czuły i wiarygodny, a przy tym małoinwazyjny. To panel diagnostyczny korzystający z zalet spektrometrii mas, który można przeprowadzić z próbki krwi, także u młodych dziewczyn, które jeszcze nie współżyły. Jego właściwe zaprojektowanie wymaga przeprowadzenia odpowiednio zaplanowanych badań na wystarczająco dużej grupie pacjentek - mówi prof. dr hab. Piotr Laudański z Katedry i Kliniki Położnictwa, Chorób Kobiecych i Ginekologii Onkologicznej Wydziału Lekarskiego WUM.
Endometrioza jest jedną z chorób, która może być skutecznie i precyzyjnie diagnozowana we wczesnym stadium rozwoju. Według danych WHO ta przypadłość dotyka 190 milionów kobiet i dziewcząt na świecie, a w Polsce nawet co dziesiątej Polki w wieku rozrodczym. W wielu przypadkach prowadzi do niepłodności, ale przede wszystkim jest źródłem bólu, który trudno opanować. Ze względu na umiejscowienie - głęboko w jamie brzusznej - i zależność objawów od cyklu hormonalnego, do momentu postawienia rozpoznania upływa często wiele lat, w trakcie których kobiety cierpią, a w ich ciałach zachodzą - bywa że nieodwracalne - zmiany chorobowe.
- Mamy już zebrane wyniki na podstawie analiz osocza grupy pacjentek, ale planujemy potwierdzić skuteczność naszych paneli na szerszej, niezależnej grupie kobiet. W najbliższym czasie planowane jest przyjęcie pacjentek do badania w kilkunastu ośrodkach w Polsce. Jesteśmy też otwarci na rozmowy z kolejnymi inwestorami, aby w niedalekiej przyszłości wdrożyć takie panele do praktyki klinicznej - dodaje prof. Laudański.
- Nasza pracownia posiada najdłuższe w kraju doświadczenie w tego typu badaniach, odpowiednią metodologię i najnowocześniejszy sprzęt. Potrafimy tworzyć panele diagnostyczne dopasowane do różnych potrzeb. W skład paneli wchodzić może kilkadziesiąt, a bywa, że i kilkaset cząsteczek. Niestety, bez zaangażowania lekarzy i środowiska biznesowego potencjał ich praktycznego zastosowania pozostaje niewykorzystany - tłumaczy prof. dr hab. Michał Dadlez, biofizyk z Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN, który zarządza Pracownią Spektrometrii Mas.
Spektrometria mas to metoda czuła, dokładna i stosunkowo szybka
Spektrometria mas to technika analityczna, która służy do jakościowego i ilościowego charakteryzowania składu cząsteczkowego badanej próbki. Pozwala szukać tak zwanych markerów, czyli związków lub grup związków, które świadczą o istnieniu danej choroby lub możliwości jej wystąpienia. Markery mogą też być przydatne w monitorowaniu podatności na leczenie.
Spektrometria mas może być niezwykle czuła - w zależności od charakterystyki badanej próbki potrafi wykrywać nawet śladowe ilości danej substancji w badanej próbce. A jej swoistość, czyli zdolność do precyzyjnego rozpoznawania konkretnych związków chemicznych, nawet w obecności wielu innych podobnych substancji, przewyższa inne metody diagnostyki.
Co więcej, spektrometr może jednorazowo oznaczyć nawet kilkadziesiąt markerów w jednej próbce. Dlatego ta metoda sprawdza się w badaniach przesiewowych, w których zależy nam na szybkim przebadaniu pacjenta pod kątem wielu schorzeń.
Już dziś dzięki spektrometrii mas można z suchej kropli krwi badać kilkadziesiąt wrodzonych zaburzeń metabolicznych, w tym fenyloketonurię. Takie badania są prowadzone m.in. w Instytucie Matki i Dziecka od wielu lat. – Spektrometria mas chociaż jest stosowana już długo, obecnie przechodzi intensywny rozwój, a my widzimy szersze pole do jej zastosowania. To podejście ma szansę zmienić diagnostykę, oferując pacjentom szybsze i precyzyjniejsze rozpoznanie wielu innych chorób – tłumaczy prof. Dadlez z Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN, który obchodzi w tym roku 70-lecie istnienia.
Spektrometria mas może również służyć do tworzenia paneli diagnostycznych obejmujących wiele markerów, co ma szczególne znaczenia w przypadku chorób, dla których do tej pory nie udało się zidentyfikować jednego charakterystycznego parametru. Ten potencjał spektrometrii jest nadal niewykorzystany, a może poprawić monitorowanie wielu chorób.
Spektrometrią mas można badać bardzo różne próbki
- Aktualnie najlepszym materiałem biologicznym do poszukiwania markerów i tworzenia paneli są próbki osocza krwi - mówi Emilia Samborowska, która w zespole prof. Dadleza zajmuje się metabolomiką, czyli analizami związków niskocząsteczkowych o dużym znaczeniu biologicznym w organizmie. - Zapewniają najlepszą powtarzalność wyników, głównie dzięki standaryzacji procedur pobrania oraz optymalizacji przygotowania próbki do analizy. Co więcej, materiał jest stosunkowo łatwy do uzyskania, a samo pobranie jest małoinwazyjne, w porównaniu z chociażby biopsją. Na inne próbki dużo większy wpływ mogą mieć same warunki pobrania, co zaburza późniejszy wynik analizy oraz jego interpretację - dodaje.
- Gdyby jednak okazało się, że do diagnostyki danej choroby lepiej nadają się inne tkanki, z wykorzystaniem spektrometrii mas można badać każdy materiał biologiczny: mocz, ślinę, bioptaty, wysięki z jamy opłucnowej czy otrzewnowej - dodaje Bianka Świderska, specjalizująca się w proteomice, czyli badaniach białek.
Spektrometria mas przyspiesza diagnostykę – w medycynie i nie tylko
Endometrioza to tylko jeden z wielu przykładów chorób, w których zastosowanie panelu diagnostycznego opartego o metodę spektrometrii mas może znacząco przyspieszyć postawienie rozpoznania. Dlatego mówi się o nowym otwarciu dla tej techniki. Podobne panele byłyby pożądane w innych chorobach, których nie da się rozpoznać tradycyjnymi metodami, gdzie oznaczane są pojedyncze markery, a czas wdrożenia leczenia ma kluczowe znaczenie dla jego wyników. Należą do nich nowotwory takie, jak rak płuca czy rak trzustki, stwardnienie rozsiane, choroba Alzheimera i wiele innych.
- Spektrometrię mas wykorzystuje się też w badaniach biofarmaceutycznych, środowiskowych, toksykologicznych i w testach antydopingowych, a nawet aby sprawdzić zgodność towarów z deklaracją producenta - tłumaczy prof. Dadlez.
- Ta metoda wyróżnia się na tle innych, na przykład tych opartych o przeciwciała, swoją uniwersalnością i elastycznością. Możemy badać nie tylko białka, ale też metabolity czy lipidy. Dodatkowo dla białek nie musimy tworzyć przeciwciał, co jest bardzo skomplikowane i kosztowne, a czasami nawet niemożliwe - uzupełnia Bianka Świderska.
- Kiedy poszukujemy nowych markerów i nie wiemy czego szukać, spektrometria mas jest praktycznie niezastąpiona. Głównie dzięki możliwości analizy wielu różnych związków w tym samym czasie - dodaje Emilia Samborowska.
Diagnoza na wyciągnięcie ręki, brakuje inwestorów
Nawet jeżeli dla danej choroby naukowcy opracują panel diagnostyczny, to upowszechnienie tej metody napotyka problemy. Dlaczego?
- Mamy obiecujące rozwiązania diagnostyczne, które mogą ratować życie, ale aby je wprowadzić “do łóżek pacjentów” potrzebujemy teraz ośrodków zainteresowanych współpracą i tworzeniem nowoczesnych narzędzi diagnostycznych opartych o technologie proteomiczne i metabolomiczne oraz walidowaniem paneli, które już wstępnie zostały opracowane. Chodzi o panele do diagnostyki endometriozy, analizy płynu z jamy opłucnej w diagnostyce raka płuca, czy ocenę podatności na immunoterapię w raku piersi - wyjaśnia prof. Dadlez.
Opracowanie końcowego panelu diagnostycznego, a następnie wdrożenie go do rutynowej diagnostyki wymaga zaangażowania dużych środków finansowych i pracy wielu specjalistów z różnych dziedzin, m.in. biotechnologii, biologii, medycyny, diagnostyki czy statystyki. Zespół profesora Dadleza od 23 lat specjalizuje się w badaniach z wykorzystaniem techniki spektrometrii mas i brał udział w realizacji tysięcy badań. Najnowszy projekt to właśnie panel diagnostyczny dla endometriozy. Zespół jest gotowy, aby przy współpracy z biznesem kontynuować prace w tym zakresie. Nie oznacza to jednak, że IBB PAN będzie bezpośrednio wykonywał badania diagnostyczne na pacjentkach. Ich rola polega na poszukiwaniu biomarkerów, opracowywaniu i optymalizowaniu panelu diagnostycznego, który w przyszłości może zostać wdrożony przez ośrodki medyczne i docelowo trafić do pacjentek.
źródło: IBIN PAN
