Új módszer a DNS-hibák kimutatására a rák és más betegségek korai diagnózisához

A DNS mint örökítőanyagunk, alapvetően meghatározza a szervezet működését. Előfordulhat azonban, hogy a DNS-ben egyetlen „betű” (nukleotid) megváltozik. Ezt nevezzük egypontos nukleotid-polimorfizmusnak vagy nukleotid-variánsnak (SNP vagy SNV). Bár ez az eltérés rendkívül kicsi, mégis hozzájárulhat súlyos betegségek, például a rák vagy az Alzheimer-kór kialakulásához.

Az ilyen hibák megtalálása rendkívül nehéz feladat: olyan, mintha egy könyvtárnyi szövegben kellene észrevenni egyetlen elütést. Mégis rendkívül fontos lenne megtalálni ezeket, mert segíthetnek a betegségek korai felismerésében és megelőzésében.

A HUN-REN Wigner kutatói ehhez a Raman-spektroszkópiát hívták segítségül: ez olyan mérési eljárás, amelynek során fényt használnak a molekulák azonosítására. Minden molekulának van egyedi „rezgési ujjlenyomata”, amely alapján felismerhető.

Biológiai mintákban a módszer mindeddig nehezen volt alkalmazható, mert a jelek gyengék és gyakran átfedik egymást. A kutatók ezt egy egyedi megoldással hidalták át: speciális kémiai jelölőt – úgynevezett alkincsoportot – kapcsoltak a DNS-hez. Így erős és jól felismerhető jelet kaptak, amely nem zavarja a DNS természetes működését, ugyanakkor lehetővé teszi az egyes nukleotidok megkülönböztetését.

A kísérletek során bebizonyosodott, hogy a Raman-spektroszkópiával nem csak a DNS-szálak összekapcsolódása, hanem egy adott pozícióban lévő nukleotid azonosítása is lehetséges. A módszert egy ismert, daganatokhoz kapcsolódó genetikai hibán is tesztelték: a BRAF V600E mutáción, amely például melanómában fordul elő. A reprodukálható mérések egyértelműen megkülönböztették az egészséges DNS-t a mutációt hordozó (rákos) változattól.

Jelenleg a módszer még viszonylag nagy mintamennyiséget igényel, ami korlátozza a klinikai alkalmazást. A kutatók azonban több fejlesztési irányt is kijelöltek: a jel erősítése (például felületerősített Raman-szórással), a DNS sokszorosítása (amplifikáció), illetve többféle jelölő használata egyszerre, hogy több mutációt is egy időben lehessen vizsgálni.

Az új megközelítés hosszú távon hozzájárulhat a rák korábbi felismeréséhez, a betegségekre való hajlam kimutatásához és a személyre szabott kezelések fejlesztéséhez.

A munkában a HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpont Szilárdtestfizikai és Optikai Intézetéből Veres Miklós, Holomb Román, Himics László és Váczi Tamás vett részt, a University of Birmingham kutatóival – köztük James H.R. Tucker és Ferenc Mueller professzorok csoportjával – közösen. A kutatás az Európai Innovációs Tanács NEURAM (ID: 712821) FET-Open projektjének keretében zajlott.