Flüssige Biopsie bei Krebs: Innovative Diagnosemethode

Krebs, oft empfunden als eine gewaltige Krankheit ist behandelbar in den frühen Stadien, und betonen die Bedeutung der frühen Diagnose. Traditionell, gewebebiopsien wurden der gold-standard für die Diagnose von Krebs. Jedoch, Sie tragen die Risiken , die aufgrund Ihrer invasiven Natur, wie Schmerzen, Infektionen, und das Potenzial dislodgement von Krebszellen aus dem Tumor, während die Nadel-Biopsie-Verfahren. Jüngste Fortschritte haben gezeigt, die Vorteile, die eine weniger invasive option: flüssige Biopsie, die erkennt, Krebs-Zellen und DNA, die Flucht von Tumoren in die Blutbahn.

Integrative Cancer Care hat zuvor behandelt die revolutionäre Wirkung von Blut-basierte flüssige Biopsie bei der Förderung der Krebsfrüherkennung und der Laufenden überwachung. In diesem Artikel, verlagern wir unseren Fokus auf weniger bekannte, jedoch ebenso vielversprechende Methode: die Urin-basierte flüssige Biopsie. Dieses Konzept entstand aus der Entdeckung, dass Spuren von Krebs-Zellen können werden erkannt in Urin Proben. Hinzufügen, um die Intrige, Studien zeigen , dass geschulte Hunde können ‚erschnüffeln‘ der Blase und der Prostata-Krebs von Urin-Proben (Abbildung 1). Diese Ergebnisse unterstreichen das Potenzial von Urin als brauchbare Quelle zur Krebsfrüherkennung, die Erweiterung der Umfang der flüssigen Biopsie-Anwendungen.

Abbildung 1. Stewie, eine 10-Jahr-alte Australian Shepherd, wurde sniffing Urinproben für Krebs im Labor, seit Sie 8 Jahre alt war. Quelle: Rotkehlchen (2024), American Kennel Club.

Im Gegensatz zu der Idee der ‚Abfall‘ urine ist ein unschätzbares biofluid routinemäßig in den üblichen medizinischen tests zur diagnose von Erkrankungen wie Nierenerkrankungen, diabetes und Infektionen der Harnwege. Der wesentliche Vorteil der Urin-Tests liegt in seiner nicht-invasive Methode der Datenerhebung, die getan werden kann, selbständig und schmerzfrei, Gewährleistung höhere Akzeptanz bei Patienten. Dies macht Urin-tests besonders geeignet für die regelmäßige, langfristige monitoring-und screening, die wichtigsten Strategien für den Fang von Krebs in seinen frühesten und die meisten behandelbaren Stadien.

Wie Krebszellen wachsen oder sterben, geben Sie DNA-Fragmente und andere zelluläre Komponenten in die Blutbahn. Diese Komponenten werden dann gefiltert durch die Nieren, mit kleineren Molekülen vorbei in den Urin über einen Prozess bekannt als transrenal Ausscheidung. Außerdem, Tumoren des Urogenitaltraktes können direkt shed zelluläre Fragmente in den Urin. Als Folge dieser Mechanismen, zwei Arten von Tumor-DNA im Urin vorhanden sind: (i) low molecular weight DNA aus transrenal Ausscheidung, und (ii) high molecular weight DNA aus den lokalen Abbau von zellulären Bruchstücken. Aufgrund der Unterschiede in der molekularen Gewicht, die ehemalige sammelt sich im Urin überstand (top-Teil), während die letztere setzt sich in die Urin-sediment (unteren Teil) (Abbildung 2).

Die Analyse dieser Marker im Urin ermöglicht Klinikern zu erkennen und zu überwachen, die Krebse nicht-invasiv, nutzt der Körper die Natürliche Abfall filtration system zu bieten diagnostische Einblicke. Zum Beispiel, Urin-sediment wurde identifiziert als besonders effektiv für die Erkennung von Blasenkrebs und Gebärmutterhalskrebs aufgrund seiner hohen Konzentration von expandiertem Krebszellen. Umgekehrt, Urin überstand ist effektiver für die Erkennung von Krebs außerhalb der urogenigal-Trakt, denn es ist Reich an Zell-freie DNA, die durch genetische Mutationen und epigenetischen mustern bezeichnend für Krebs.

Abbildung 2. Urin als flüssige Biopsie für die Krebs-Früherkennung. Urin enthält verschiedene Komponenten, einschließlich der cell-free DNA und Zelltrümmer. Cell-free DNA tritt in den Urin über transrenal Ausscheidung, während die anatomischen Positionen der urogenitalen Organe zu erleichtern die lokalen Ausscheidung der Zellen und der DNA in den Urin. Quelle: Wever und Steenbergen (2024), Molecular Oncology.

Urine tests wurden in Erster Linie erforscht in der urogenitalen Krebserkrankungen, insbesondere der Blase und der Prostata-Krebs. Aktuell ist der Food and Drug Administration (FDA) hat genehmigt mehrere Urin-tests für die Erkennung und überwachung von Blasenkrebs, und nur eine für Prostata-Krebs.

Ein Beispiel für eine Blase-Krebs-Urin-test ist BladderChek, das erkennt die Anwesenheit von nuclear matrix protein 22 (NMP22) im Urin. NMP22 ist Teil des zellulären nuclear matrix, die bricht häufiger in der Blase-Krebs-Zellen aufgrund Ihrer höheren Grundumsatz, so dass mehr NMP22 Freisetzung in die Urin. Anderen von der FDA zugelassenen Urintest für Blasenkrebs zählen (i) UroVysion, die erkennt, chromosomale Anomalien; (ii) ImmunoCyt, die erkennt, Krebs-spezifische Antigene; und (iii) Uromonitor, die erkennt bestimmte gen-Mutationen (Abbildung 3).

Diese tests sind jedoch immer noch begrenzt durch Ihre hohe raten von falsch positiven (D. H., die Erkennung von Krebs, wenn es nicht vorhanden ist), reichen von 10% bis 20%. Als ein Ergebnis, wie Urin-tests sind in der Regel verwendet, wenn Zystoskopie Ergebnisse sind nicht schlüssig. Zystoskopie beinhaltet das einsetzen einer Kamera in die Harnröhre, die ist die standard – Methode für die Diagnose von Blasenkrebs. Jedoch, Zystoskopie ist invasiv, teuer und birgt Risiken, Schmerzen und Infektionen. Das garantiert die Entwicklung der nicht-invasiven alternativen mit Urin Krebs-tests machen erhebliche Fortschritte in Richtung auf die überbrückung dieser klinischen Lücke. Zum Beispiel, ein Jahr 2023 klinische Studie gezeigt, dass die Uromonitor Urintest für Blasenkrebs konnte verhindert werden, 42% von unnötigen Zystoskopie-Verfahren.

Abbildung 3. Zeitleiste der verschiedenen Urin-Krebs-tests für Blasenkrebs, die von der Food and Drug Administration (FDA) zugelassen, die mit Ihren jeweiligen Sensitivität und Spezifität erzielt. Quelle: Humayun-Zakaria et al. (2021), Translational Andrology and Urology.

Für Prostata-Krebs, Progensa PCA3 ist die einzige FDA-zugelassene Urin Krebs-test. Dieser diagnostische test wird die expression des PCA3-Gens in Urin Proben, die vermehrt in Prostata-Krebszellen um bis zu 100-Fach im Vergleich zur normalen Prostata-Zellen. Der Progensa PCA3-test wurde nützlich bei der Auswahl von Patienten, die profitieren eher von einer Gewebe-Biopsie, wodurch unnötige Verfahren und Risiken. Klinische Studien haben gezeigt, dass die Progensa PCA3 urine tests konnte verhindern, dass bis zu 70% der vermeidbaren Gewebe Biopsien der Prostata, ohne Kompromisse bei der Früherkennung.

Während die Gewebe-Biopsie bleibt die standard-Diagnose-Methode für die meisten Krebsarten, ist es invasiv ist, ähnlich wie ein kleiner chirurgischer Eingriff. Mehr über ist, dass das Verfahren beinhaltet direkt eindringen in den Tumor, die manchmal verdrängen die Krebszellen. Diese dislodgement birgt ein kleines Risiko, seeding sekundäre Krebserkrankungen an anderer Stelle im Körper. In Anbetracht dieser Risiken, Gewebe-Biopsien durchgeführt werden sollten sparsam. Als nicht-invasive Urin Krebs-test-Technologie weiter zu verbessern, kann es helfen, verwandeln Krebs-Diagnose, die Verringerung der Notwendigkeit für häufige gewebebiopsien.

Mehr vor kurzem, das Interesse an Urin-tests wurde erweitert, um Krebserkrankungen außerhalb des Urogenitaltraktes, einschließlich Brust -, Lungen-und Darmkrebs. Auch sind Bemühungen unternommen worden sind zu standardisieren Probenahme Handhabung und analytische Methoden der Urin Krebs-tests, wie gut als zu verbessern Ihre Genauigkeit. Für Beispiel, wie eine neue Studie vorgestellt MyProstateScore, einen Urin-test ermittelt, dass 18 verschiedenen Genen im Zusammenhang mit Prostatakrebs. Dieser test hat gezeigt, eine beeindruckende Genauigkeit von 95-99% in den klinischen Einstellungen, eine Leistung, die nicht gesehen mit früheren Urin Krebs-tests.

Da die Niere filtern Stoffwechselprodukte und andere Abfallprodukte aus dem Blut Biomarker von Krebs im Blut vorhanden, kann theoretisch erscheinen im Urin. Deshalb verfolgen die Forscher die Entwicklung von pan-Krebs-Diagnose auf der Grundlage von Blut oder Urin. Zum Beispiel, Wissenschaftler bei der US-Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben erneuert ein Papier-Streifen-Urin-tests in der Lage Erkennung von bis zu 46 verschiedene Krebs-Biomarker auf einem einzigen Streifen. Obwohl diese Technik noch nicht Durchlaufen strenge klinische Tests, stellt es eine deutliche Verschiebung in Richtung auf einen frühen Krebs-Erkennung mehr bequem und leicht zugänglich ist.

„Wir versuchen zu Innovation im Kontext der it-Technologien zur Verfügung, um low – und middle-Ressource-Einstellungen“ Professor Sangeeta Bhatia, MD, PhD, ein Biologischer Ingenieur am MIT, sagte in einer Pressemitteilung. „Die Umsetzung dieser Diagnose auf dem Papier ist Teil unserer Ziel einer Demokratisierung der Diagnostik und die Schaffung von kostengünstigen Technologien, die können geben Sie eine schnelle Antwort, die am point-of-care.“

Derzeit, Urin Krebs-tests zur Verbesserung der Krebs-Diagnose Protokolle reduzieren die Notwendigkeit für invasive gewebebiopsien. Mit weiterer Forschung und Verfeinerung, Urin Krebs-tests auch darum bemühen, dass der Krebsfrüherkennung allgemein zugänglich durch Rückgriff auf die Methode der nicht-invasiven Sammlung von Urin. Die Vision einer Zukunft, wo die Erkennung von Krebs kann so einfach und routine wie ein over-the-counter Schwangerschaftstest. Diese verwandeln würde die gewaltige Aussicht von Krebs Diagnose in einem überschaubaren Rahmen von regelmäßigen Erhaltung der Gesundheit.