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# Gesundheitswissenschaften # Onkologie

Neue Hoffnung bei der Früherkennung von Bauchspeicheldrüsenkrebs

Forschung findet wichtige Mikro-RNAs, die die frühe Diagnose von Bauchspeicheldrüsenkrebs verbessern könnten.

Wenjie Shi, Jianying Xu, Yi Zhu, Chao Zhang, Julia Nagelschmitz, Maximilian Doelling, Sara Al-Madhi, Ujjwal Mukund Mahajan, Maciej Pech, Georg Rose, Roland Siegfried Croner, Guo Liang Zheng, Christoph Kahlert, Ulf Dietrich Kahlert

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Inhaltsverzeichnis

Bauchspeicheldrüsenkrebs ist eine der härtesten Krebsarten, mit denen man umgehen kann. Oft schleicht sich die Krankheit an, weil es anfangs nicht viele Anzeichen gibt. Bis die Patienten merken, dass etwas nicht stimmt, ist der Krebs normalerweise schon ziemlich fortgeschritten. Traurigerweise überleben nur etwa 13 von 100 Diagnostizierten die nächsten fünf Jahre. Das ist eine ziemlich düstere Statistik.

Die Bauchspeicheldrüse, das betroffene Organ, hilft bei der Verdauung und reguliert den Blutzucker. Wenn Krebs in diesem Bereich auftritt, handelt es sich hauptsächlich um das, was Ärzte als duktales Adenokarzinom der Bauchspeicheldrüse (PDAC) bezeichnen. Meistens zeigt der Krebs bei Standarduntersuchungen erst zu spät Ergebnisse.

Warum ist Früherkennung so schwierig?

Eines der Hauptprobleme ist, dass es keinen effektiven Weg gibt, Bauchspeicheldrüsenkrebs früh zu erkennen. Die Ärzte verlassen sich hauptsächlich auf bildgebende Tests wie CT-Scans und MRTs, um herauszufinden, was im Körper vor sich geht. Sie schauen sich auch bestimmte Blutmarker an, das sind Substanzen, die auf Krebs hinweisen könnten, aber nicht unbedingt zuverlässig sind. Wenn Blutuntersuchungen z.B. hohe Werte von Kohlenhydrat-Antigen 19-9 (CA19-9) oder carcinoembryonales Antigen (CEA) zeigen, heisst das nicht, dass man definitiv Bauchspeicheldrüsenkrebs hat. Diese Werte können nur Hinweise darauf geben, was möglicherweise los ist.

Forscher versuchen, neue Anzeichen für die Krankheit zu finden. Ein spannendes Gebiet ist die Untersuchung von winzigen RNA-Stücken, die MikrofRNAs genannt werden, im Blut. Diese sind wie kleine Botschafter, die helfen, was in unseren Zellen passiert, zu steuern. Sie geben nicht nur Hinweise auf Krebs, sondern könnten auch helfen, die Krankheit früher zu erkennen als die aktuellen Methoden.

Was sind MikrofRNAs?

MikrofRNAs (miRNAs) sind kleine RNA-Stücke, die eine bedeutende Rolle dabei spielen, wie unsere Gene sich verhalten. Man kann sich das wie kleine Manager vorstellen, die unseren Zellen sagen, was sie tun sollen. Wenn sie nicht richtig funktionieren, können sie zu Krankheiten, einschliesslich Krebs, beitragen. Forscher glauben, dass die Untersuchung dieser miRNAs in speziellen Blutproben den Ärzten helfen könnte, Bauchspeicheldrüsenkrebs frühzeitig zu erkennen.

Aber nicht jede miRNA ist wichtig. Der Fokus liegt auf denen, die in extrazellulären Vesikeln (EVs) gefunden werden, das sind kleine Bläschen, die von Zellen ins Blut freigesetzt werden. Diese Bläschen tragen spezifische Informationen über die Zellen, aus denen sie stammen. Daher könnte das Studium dieser EVs ein klareres Bild davon geben, was passiert, insbesondere bei Krebs.

Ziel der Studie

Eine kürzliche Studie wurde durchgeführt, um einen besseren Weg zur Früherkennung von Bauchspeicheldrüsenkrebs zu finden, indem diese miRNAs analysiert wurden. Die Idee ist, bildgebende Daten, wie CT-Scans, zu sammeln und mit diesen winzigen RNA-Partikeln zu verknüpfen. Wenn das gelingt, könnte diese Arbeit nicht nur helfen, Bauchspeicheldrüsenkrebs früher zu diagnostizieren, sondern auch den Ärzten ermöglichen, die verschiedenen Arten der Krankheit genauer zu klassifizieren.

Datensammlung

Die Forscher haben Daten aus mehreren Krankenhäusern weltweit gesammelt, darunter auch von Orten in Deutschland und China. Sie sammelten CT-Scans und Blutproben von Patienten mit sowohl gutartigen als auch bösartigen Erkrankungen. So konnten sie sicherstellen, dass sie eine vielfältige Datenbasis hatten, um bessere Einblicke zu gewinnen.

Für diese Studie gaben 272 Patienten ihre CT-Bilder und Blutproben ab. Unter ihnen waren 46 Patienten mit gutartigen Erkrankungen der Bauchspeicheldrüse und 127 mit Bauchspeicheldrüsenkrebs. Die Forscher verglichen die Ergebnisse sorgfältig von verschiedenen Zentren, um die Genauigkeit zu gewährleisten.

Der Prozess der Entdeckung neuer Marker

Die Forscher schauten sich zuerst an, wie man EVs aus den Blutproben isoliert. Sie verwendeten spezielle Techniken, um diese kleinen Bläschen zu gewinnen und analysierten dann ihren RNA-Gehalt. Sie wollten sicherstellen, dass sie hochwertige Proben zur Verfügung hatten.

Nachdem sie die EVs isoliert hatten, war der nächste Schritt, die RNA darin zu sequenzieren, um zu sehen, welche miRNAs vorhanden waren. Das Ziel war herauszufinden, welche miRNAs hilfreich sein könnten, um Bauchspeicheldrüsenkrebs vorherzusagen.

Analyse der Merkmale in CT-Bildern

Während sie sich die Blutproben ansahen, untersuchten die Forscher auch die CT-Bilder. Sie verwendeten ein Software-Tool, um die Bereiche zu markieren, die Anzeichen von entweder gutartigen Läsionen oder Krebs zeigten. Die Analyse dieser Bilder half ihnen, Muster oder Merkmale zu identifizieren, die möglicherweise mit der Krankheit verbunden waren.

Mit Hilfe von maschinellen Lernwerkzeugen konnten sie eine grosse Menge an bildgebenden Daten durchforsten und bedeutende Merkmale finden, die darauf hindeuten könnten, ob eine Person Krebs hatte oder nicht. Dann erstellten sie ein Modell auf der Grundlage dieser Merkmale, um die Vorhersagegenauigkeit zu verbessern.

Ergebnisse der Studie

Die Studie fand drei spezifische miRNAs, die anscheinend eine bedeutende Rolle dabei spielen, zwischen gutartigen und bösartigen Erkrankungen zu unterscheiden. Diese wurden hsa-miR-1260b, hsa-miR-151a-3p und hsa-miR-5695 genannt.

Interessanterweise waren bei dem Vergleich von Blutproben gesunder Personen mit denen von Patienten mit Bauchspeicheldrüsenkrebs diese drei miRNAs in den Krebspatienten deutlich häufiger vertreten. Das deutet darauf hin, dass sie potenzielle Marker für die Früherkennung sein könnten.

Die Forscher fanden auch heraus, dass diese miRNAs mit bestimmten Merkmalen der CT-Bilder verknüpft werden konnten. Sie klassifizierten die Patienten basierend darauf, ob sie als niedrig- oder hochriskant für Krebs eingestuft wurden und stellten fest, dass die ausgewählten miRNAs effektiv die Ergebnisse basierend auf dieser Klassifizierung vorhersagen konnten.

Die Rolle der klinischen Vorhersage

Als sie die Patientendaten genauer untersuchten, fanden sie heraus, dass die in eine Gruppe namens C1 eingestuften Patienten eine schlechtere Prognose hatten als diejenigen, die zu einer Gruppe namens C2 gehörten. C1-Patienten waren oft älter, hatten grössere Tumoren und aggressivere Krankheitsmerkmale. Auf der anderen Seite zeigten C2-Patienten Anzeichen einer besseren Immunantwort, was darauf hindeutet, dass sie möglicherweise besser auf Behandlungen wie Immuntherapie reagieren könnten.

Diese Informationen sind entscheidend, weil sie den Ärzten helfen könnten, bessere Entscheidungen über Behandlungsoptionen für Patienten mit Bauchspeicheldrüsenkrebs zu treffen. Zu verstehen, welche Patienten einem höheren Risiko ausgesetzt sind, könnte zu individuelleren Behandlungsansätzen führen.

Die Herausforderung bei der Verwendung von MikrofRNAs

Während die Identifizierung dieser drei miRNAs vielversprechend ist, ist es wichtig, sich daran zu erinnern, dass ihre Verwendung in der realen Welt ihre Herausforderungen hat. Es besteht das Risiko einer Kontamination durch nicht-krebsartige Zellen im Blut, die die Genauigkeit beeinträchtigen könnte. Ausserdem haben viele Menschen unterschiedliche Werte dieser miRNAs in ihrem Blut, abhängig von verschiedenen Faktoren wie allgemeiner Gesundheit oder anderen Erkrankungen.

Zukünftige Richtungen

Die Forscher glauben, dass ihre Ergebnisse zu neuen Wegen führen könnten, Bauchspeicheldrüsenkrebs früh zu diagnostizieren und die Behandlungsoptionen zu verbessern. Sie schlagen vor, dass zukünftige Studien weiterhin diese miRNAs und ihre potenzielle Rolle bei anderen Krebsarten erforschen sollten.

Darüber hinaus könnte es mit der Weiterentwicklung der Technologie Möglichkeiten geben, den Prozess zu optimieren, sodass es für Ärzte einfacher wird, diese Erkenntnisse im Alltag anzuwenden. Beispielsweise wäre die Entwicklung von Tests, die einfach durchzuführen und zu verstehen sind, wie z.B. die Verwendung von Blutproben für routinemässige Screenings, ein bedeutender Fortschritt.

Fazit

Bauchspeicheldrüsenkrebs bleibt ein harter Gegner in der Welt des Krebses. Aber mit laufender Forschung und dem Verständnis von Komponenten wie miRNAs gibt es Hoffnung auf eine verbesserte Früherkennung und bessere Behandlungsstrategien.

Jetzt liegt der Fokus auf diesen drei MikrofRNAs, und wenn weitere Studien stattfinden, könnten wir neue Methoden finden, um diese tödliche Krankheit zu erkennen, bevor sie die Chance hat, sich auszubreiten. Der Weg vor uns ist herausfordernd, aber voller Möglichkeiten für bessere Ergebnisse in der Behandlung von Bauchspeicheldrüsenkrebs.

Originalquelle

Titel: Multiethnic radio genomics reveals low-abundancy microRNA signature in plasma-derived extracellular vesicles for early diagnosis and subtyping of pancreatic cancer

Zusammenfassung: PurposeCurrently there is a lack of effective methods to accurately detect pancreatic cacer. In our study, we develop a liquid biopsy signature of EV miRNAs based on associated radiomics features of patients tumors in order to provide new insights for the early diagnosis of pancreatic cancer. Experimental DesignA total of eight datasets enrolled in this study, featuring clinical and imaging data from different benign pancreatic lesions and malignant pancreatic cancers as well as small RNAseq data from cargo of plasma extracellular vesicles of tumor patients. Radiomics Feature Extraction and different features analysis performed by limma packages. Feature selection was performed by Boruta algorithms and radiomics related signature model was build and validated by lasso regression algorithms. Radiomic signature related to low abundance EV miRNAs was analyzed by weighted gene co-expression network analysis. The diagnosis ability of above miRNA are validated by ten machine-learning algorithms. The shared target of candidate miRNAs were predicted and clustered followed by subsequently probing for predicting survival benefit of the patient, drug sensitivity of tumor cells and functional differences. ResultsA total of 88 significant radiologic features demonstrate differences between benign lesion and pancreatic cancer. Three radiomics factor related signature related a plasma EV-miRNAs triplet possessing high accuracy in diagnosis cancer from benign lesions. Moreover, clustering miRNA and there predicted molecular signaling partners in tumor tissue identified tow molecular subtypes of pancreatic cancer. Cluster stratification separates low risk tumors in terms of severely prolonged overall survival time of patients, higher sensitivity to immune therapies. We also propose the potential of purposing selected targeted drugs to specifically targeting the molecular activation markers in high-risk tumor cluster. ConclusionOur three radiogenomics related blood plasma extracellular vesicle microRNA signature is a useful liquid biopsy tool for early diagnosis and molecular subtyping of pancreatic cancer, which might treatment decision making. Statement of translational relevanceThe identification of a low-abundance microRNA signature in plasma-derived extracellular vesicles offers significant translational potential for the early diagnosis and subtyping of pancreatic cancer, particularly across diverse ethnic populations. This discovery could lead to the development of non-invasive liquid biopsies that improve early detection rates, a critical need for a cancer with notoriously poor prognosis due to late diagnosis. By incorporating this microRNA signature into clinical practice, oncologists may be able to detect pancreatic cancer at earlier, more treatable stages, enhancing patient survival rates. Additionally, the subtyping capability of this signature could guide personalized treatment strategies, allowing for more targeted therapies based on specific cancer subtypes. This could ultimately reduce the need for invasive diagnostic procedures and optimize treatment efficacy, reducing adverse effects and improving outcomes. The integration of radiogenomics and liquid biopsy technologies promises to be a powerful tool in the future of cancer medicine, particularly in underserved populations.

Autoren: Wenjie Shi, Jianying Xu, Yi Zhu, Chao Zhang, Julia Nagelschmitz, Maximilian Doelling, Sara Al-Madhi, Ujjwal Mukund Mahajan, Maciej Pech, Georg Rose, Roland Siegfried Croner, Guo Liang Zheng, Christoph Kahlert, Ulf Dietrich Kahlert

Letzte Aktualisierung: 2024-11-29 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.11.22.24317764

Quell-PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.11.22.24317764.full.pdf

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