Os pesquisadores da UCLA desenvolveram um exame de sangue simples e relativamente barato que se mostrou promissor em estudos iniciais para detectar vários tipos de câncer, múltiplas doenças hepáticas e sinais de problemas em órgãos simultaneamente. Essa abordagem funciona observando fragmentos de DNA que circulam naturalmente na corrente sanguínea.
O teste, descrito na revista Proceedings of the National Academy of Sciences, poderia, em última análise, fornecer uma forma mais económica de diagnosticar doenças precocemente, ao mesmo tempo que dá aos médicos uma imagem mais ampla da saúde de uma pessoa.
“A detecção precoce é crítica”, disse o principal autor do estudo, Dr. Yasmin Zhou, professor de patologia e medicina laboratorial e pesquisador do UCLA Health Jonsson Comprehensive Cancer Center. Quando os cancros são detectados antes de se espalharem, as taxas de sobrevivência são muito mais elevadas. “Se você pegar o câncer no estágio um, os resultados serão dramaticamente melhores do que no estágio quatro”.
Lendo sinais de doenças no sangue
A nova técnica, conhecida como metilscan, analisa DNA livre de células (cfDNA), pequenos pedaços de material genético que entram na corrente sanguínea quando as células morrem. À medida que as células de todo o corpo libertam ADN no sangue, estes fragmentos podem conter pistas moleculares sobre a saúde de muitos órgãos diferentes.
“Todos os dias, 50 a 70 mil milhões de células do nosso corpo morrem. Não só não desaparecem, como o seu ADN entra na corrente sanguínea”, disse Zhou. Isso significa que já temos informações de todos os nossos órgãos no sangue.
Usar sangue para procurar câncer não é um conceito novo. Esses testes são às vezes conhecidos como biópsias líquidas, e alguns dos métodos disponíveis procuram mutações no DNA liberado pelos tumores. No entanto, muitos desses testes examinam apenas um conjunto limitado de alterações genéticas. Eles também podem ser caros porque a detecção de sinais fracos de câncer geralmente requer um sequenciamento extenso.
Os pesquisadores da UCLA adotaram uma abordagem diferente. Em vez de procurar mutações, eles se concentraram na metilação do DNA, marcadores químicos no DNA que ajudam a controlar a atividade genética. Diferentes tecidos têm padrões de metilação distintos, e esses padrões podem mudar quando as células ficam doentes ou cancerosas.
“A metilação do DNA reflete o estado de saúde de um tecido”, disse o Dr. Wenyuan Li, professor de patologia e medicina laboratorial na UCLA e coautor do estudo. “Este é um sinal muito instrutivo.”
Filtrando DNA de fundo
Um dos maiores obstáculos é que a maior parte do DNA livre de células no sangue não provém de tumores ou órgãos danificados. Aproximadamente 80 a 90 por cento vêm de células sanguíneas normais. Esta grande quantidade de ADN normal pode mascarar fragmentos muito raros associados ao cancro precoce, tornando-os mais difíceis e mais caros de encontrar.
Para superar esse problema, a equipe baseou-se em trabalhos anteriores e desenvolveu uma maneira de remover ainda mais o DNA de fundo indesejado antes do início do sequenciamento.
Enzimas especializadas são usadas para cortar seletivamente fragmentos de DNA não metilados, que se originam principalmente de células sanguíneas. Os pesquisadores também desenvolveram um painel de hibridização genômico que enriqueceu a amostra restante com DNA metilado de órgãos sólidos, incluindo aqueles que podem ser afetados por doenças.
Reduzir esse ruído de fundo significa que o teste pode contar com muito menos sequência, mantendo a sensibilidade, disseram os pesquisadores. Alcançar uma profundidade de sequenciamento efetiva de 300x requer apenas 5 GB de dados por amostra. Se os custos de sequenciamento permanecerem abaixo de US$ 4/GB, essa quantidade de dados custará menos de US$ 20.
Teste MethylScan em mais de 1000 pessoas
Os pesquisadores avaliaram o MethylScan usando amostras de sangue de 1.061 pessoas. Este grupo incluiu pacientes com câncer de fígado, pulmão, ovário e estômago. Pessoas com doenças hepáticas, como hepatite B, hepatite C, doenças hepáticas relacionadas ao álcool e doenças hepáticas relacionadas ao metabolismo; Pessoas com nódulos pulmonares benignos; e participantes saudáveis
Em seguida, algoritmos de aprendizado de máquina foram usados para interpretar os padrões complexos de metilação nas amostras.
Para a detecção de vários tipos de câncer, o MethylScan demonstrou um alto nível de precisão geral. Com uma especificidade de 98 por cento, o que significa que o teste teve poucos falsos positivos, detectou cerca de 63 por cento dos cancros em todas as fases. Entre os cânceres em estágio inicial, aproximadamente 55% foram detectados.
Este método também é altamente eficaz quando usado para monitorar pessoas com risco de câncer de fígado, incluindo pessoas com cirrose hepática ou VHB. Neste grupo, detectou quase 80% dos casos de cancro do fígado com uma especificidade ligeiramente superior a 90%, correspondendo a uma taxa de falsos positivos inferior a 10%.
Descobrir de onde vêm os sinais do câncer
O Methylscan fez mais do que detectar a presença de câncer. Os padrões de metilação também fornecem informações sobre o tecido de origem, ajudando os pesquisadores a determinar qual parte do corpo está produzindo o sinal anormal.
“A capacidade de rastrear os sinais até a sua origem é importante porque um exame de sangue positivo deve ser acompanhado de exames de imagem ou outros procedimentos de diagnóstico direcionados ao órgão apropriado”, disse Lee.
Nesse sentido, o metilscan pode atuar como uma espécie de radar de saúde. Ao interpretar sinais de ADN na corrente sanguínea, o método pode detectar sinais de que órgãos como o fígado ou os pulmões estão sob stress ou danos, mesmo quando os investigadores ainda não estão à procura de uma doença específica.
O teste também mostrou que pode distinguir entre diferentes formas de doença hepática. Os pesquisadores conseguiram diagnosticar condições como hepatite viral e doenças hepáticas relacionadas ao metabolismo, classificando corretamente cerca de 85% dos pacientes.
Estes resultados sugerem que a análise de DNA baseada no sangue poderia, em última análise, reduzir a dependência de biópsias hepáticas invasivas para alguns pacientes.
Rumo a exames de sangue mais difundidos para doenças
Os pesquisadores alertam que ainda são necessários estudos prospectivos maiores para determinar quão bem o MethylScan funciona na triagem do mundo real. No entanto, Zhou disse que as descobertas representam um progresso em direção a um exame de sangue com boa relação custo-benefício, que pode detectar muitas doenças diferentes mais cedo e fornecer informações de saúde mais abrangentes do que os métodos atuais.
“Este estudo mostra que o perfil de metilação baseado no sangue pode fornecer informações clinicamente significativas sobre diversas doenças”, disse Zhou. “Este é um desenvolvimento emocionante que nos aproxima da realização do sonho de um único ensaio para o diagnóstico global de doenças”.
Weihua Zeng, Shuo Li e Yonggang Zhou da UCLA contribuíram como primeiros autores.
Esta pesquisa foi apoiada em parte por doações do Instituto Nacional do Câncer.
