Biopsi cair dengan analisis modifikasi RNA mendeteksi kanker kolorektal stadium awal dengan akurasi 95%

Biopsi cair adalah tes yang mencari tanda-tanda kanker menggunakan pengambilan darah sederhana. Tidak seperti biopsi tradisional yang hanya memerlukan pengambilan sebagian jaringan, biopsi cair biasanya mencari mutasi, atau perubahan modifikasi, pada fragmen DNA dari sel kanker yang beredar dalam darah.

Meskipun biopsi cair merupakan cara yang menjanjikan dan non-invasif untuk mendeteksi dan memantau kanker seiring perkembangannya, biopsi ini tidak begitu sensitif dan akurat pada tahap awal penyakit.

Para ilmuwan di Universitas Chicago telah mengembangkan tes biopsi cair yang lebih sensitif yang menggunakan RNA, bukan DNA, untuk mendeteksi kanker.

Dengan menggunakan sampel darah dari pasien kanker kolorektal, tes tersebut mampu mendeteksi stadium awal penyakit dengan akurasi 95%, secara signifikan mengungguli metode pengujian non-invasif komersial yang ada.

Kesulitan dalam diagnosis dini

Ketika sel tumor mati, mereka terpecah dan melepaskan potongan-potongan materi genetik ke dalam aliran darah. Biopsi cair standar mengandalkan DNA yang mengambang ini, yang disebut DNA bebas sel yang bersirkulasi (cfDNA), untuk mendeteksi kanker.

Namun, pada tahap awal penyakit, ketika sel tumor masih aktif tumbuh dan berkembang biak, hanya ada sedikit cfDNA dalam darah.

"Ini menjadi masalah utama dalam deteksi dini. DNA tumor di dalam darah tidak mencukupi," kata Chuan He, PhD, Profesor Kimia Terkemuka dan Profesor Biokimia dan Biologi Molekuler di Universitas Chicago.
"Ini menjadi masalah bagi kami semua dalam mendeteksi kanker kolorektal sejak dini, jadi kami memutuskan untuk menggunakan RNA."

Dr. He adalah penulis senior studi, "Modifikasi RNA bebas sel yang berasal dari mikrobioma dalam plasma mendiskriminasi sampel kanker kolorektal," yang diterbitkan di Nature Biotechnology.

Mengapa RNA?

RNA adalah bentuk peralihan kode genetik yang menyalin dan menjalankan instruksi DNA untuk menghasilkan protein yang dibutuhkan sel. Pengujian RNA merupakan indikator aktivitas gen yang baik karena keberadaan RNA menandakan bahwa sel sedang aktif bekerja dan membangun protein.

Untuk studi baru ini, mahasiswa pascasarjana Cheng-Wei Ju dan Li-Sheng Zhang, mantan peneliti pascadoktoral di laboratorium He (sekarang profesor di Universitas Sains dan Teknologi Hong Kong), mulai menyelidiki kemungkinan penggunaan sirkulasi RNA bebas sel (cfRNA) alih-alih cfDNA untuk diagnosis dan deteksi kanker.

Mempelajari mikrobioma

Studi ini menunjukkan bahwa kita tidak hanya dapat mengukur modifikasi cfRNA dari sel manusia, tetapi juga dapat mendeteksi RNA dari mikroba usus. Miliaran bakteri hidup berdampingan dengan kita dalam sistem pencernaan, dan aktivitas mereka juga berubah dengan adanya kanker.

"Kami menemukan bahwa RNA yang dilepaskan oleh mikroba memiliki perbedaan yang signifikan antara pasien kanker dan orang sehat," ujar Dr. He.
"Di usus, ketika tumor mulai tumbuh, mikrobioma di sekitarnya akan bereorganisasi sebagai respons terhadap peradangan, dan ini memengaruhi mikroba di sekitarnya."

Populasi mikrobioma beregenerasi jauh lebih cepat daripada sel manusia, dengan lebih banyak sel yang mati dan melepaskan fragmen RNA ke dalam aliran darah. Ini berarti bahwa tes yang mengukur modifikasi RNA mikroba dapat mendeteksi potensi aktivitas tumor jauh lebih awal daripada tes yang didasarkan pada DNA sel tumor manusia.

Hasil

• Tes komersial yang ada yang mengukur DNA atau RNA dalam tinja sekitar 90% akurat pada kanker stadium akhir, tetapi akurasinya turun di bawah 50% pada stadium awal.

• Pengujian baru berdasarkan modifikasi RNA menunjukkan akurasi hampir 95% secara keseluruhan, termasuk akurasi tinggi pada tahap awal kanker.

"Ini adalah pertama kalinya modifikasi RNA digunakan sebagai biomarker potensial untuk kanker, dan terbukti jauh lebih andal dan sensitif daripada mengukur kadar RNA," ujar Dr. He.
"Kemampuan untuk mendeteksi kanker pada tahap awal ini belum pernah terjadi sebelumnya."