Využitie Caenorhabitis elegans pri skríningu onkologických ochorení

Abstrakt:

V našej štúdii sme sa snažili zistiť, či hlístice Caenorhabditis elegans (C. elegans) dokážu za pomoci svojich čuchových receptorov detegovať onkologické ochorenie zo vzorky moču. Po synchronizácii vývojových štádií boli C. elegans exponované riedenému a neriedenému moču onkologických pacientov a kontrolných subjektov, pričom sa pre každú vzorku vypočítala hodnota chemotaktického indexu (CI). Štatistická analýza odhalila, že vzorky moču v skupine onkologických pacientov mali významne vyššie hodnoty CI ako vzorky moču v kontrolnej skupine (p < 0,0001). Výsledky našej práce naznačili, že moč onkologických pacientov by mohla obsahovať špecifické odoranty, ktoré priťahujú C. elegans v chemotaktických testoch.

Kľúčové slová: Caenorhabitis elegans, onkologické ochorenia, chemotaxia

*Všetky tabuľky, grafy a obrázky, ktoré sú súčasťou článku, nájdete v priloženom PDF súbore na konci štúdie.

 

Úvod

Včasná diagnostika rakoviny môže prispieť k úspešnému zvládnutiu tohto ochorenia. S rastom nádorov môžu byť spojené pachové stopy, detegovateľné niektorými vyššími živočíchmi
s citlivým olfaktorickým systémom(1). Pre klinickú prax je však využiteľnosť týchto zvierat z mnohých dôvodov neuskutočniteľná. Niektoré práce naznačujú, ž hlística C. elegans dokáže vďaka dobre vyvinutým receptorom pre čuchové vnemy poskytnúť vhodný systém pre detekciu rakoviny(2). Cieľom našej štúdie bolo sledovať a vyhodnotiť chemotaktickú odpoveď tohto organizmu po expozícii moču onkologických pacientov a kontrolných subjektov a zistiť prípadné využitie tejto vlastnosti pri skríningu kancerogénnych ochorení.

 

Metódy a materiál

Vzorky moču poskytli onkologickí pacienti navštevujúci onkologické ambulancie v Piešťanoch a Trnave; kontrolné vzorky moču boli získané od študentov Trnavskej univerzity. Hlístice C. elegans v rovnakých vývojových štádiách (po synchronizácii) sme exponovali moču (riedenému a neriedenému) onkologických pacientov a kontrolných subjektov a pre každú vzorku sme vypočítali chemotaktický index (CI) podľa protokolu Margie et al., 2014(3).

 

Výsledky

Údaje sme analyzovali pomocou metódy ANOVA s vnútroskupinovým faktorom druh vzorky (neriedená, riedená vzorka) a medziskupinovým faktorom skupina (onkologickí pacienti, kontrolná skupina). Zistili sme signifikantný vplyv faktoru skupina (graf 1); skupina onkologických pacientov mala vyššie hodnoty CI ako kontrolná skupina: F(1;86)=196,3; p < 0,0001. Faktor druh vzorky nebol signifikantný: F(1;86) = 0,88; p = 0,350, ani interakcia faktorov skupina x druh vzorky nebola signifikantná: F(1;86) = 1,43; p = 0,234. Pomocou logistickej binárnej regresie sme zistili, že hodnoty CI dokážu efektívne rozlíšiť onkologických pacientov od osôb z kontrolnej skupiny (85,2 % správne identifikovaných pacientov podľa CI neriedených vzoriek; 84,1 % správne identifikovaných pacientov podľa CI riedených vzoriek).

 

Diskusia

Onkologické ochorenia sú jednoduchšie liečiteľné v počiatočnom štádiu, v ktorom sa symptómy ešte neprejavujú. Hirotsu et al. (2015) vo svojej práci poukázal na možnosť využiť na včasné odhalenie rakoviny chemotaktické testy s použitím nematód. Autori štúdie v teste porovnali „wild type“ C. elegans a C. elegans s genetickou abláciou neurónov zodpovedných za čuchové vnemy. Upravené nematódy s oslabenými olfaktorickými schopnosťami na rozdiel od „wild type“ už nevykazovali pozitívnu chemotaxiu k moču onkologických pacientov(2). Chemotaxia by teda pravdepodobne mohla byť spojená s rozpoznávaním špecifických pachových stôp týmito nematódami. Toto je v súlade s našimi výsledkami, ktoré naznačujú, že C. elegans dokážu odhaliť určité stopy zápachu v moči onkologických pacientov bez ohľadu na typ rakoviny a riedenie vzoriek moču.

 

Záver

Na základe našich výsledkov predpokladáme, že moč onkologických pacientov obsahuje špecifické pachové stopy, ktoré sa prejavili v chemotaktických testoch s použitím C. elegans. Do budúcnosti by však boli potrebné ďalšie testy, ktoré by pomohli pomenovať látky v moči týchto pacientov, zodpovedajúce za chemotaktickú odpoveď hlístic a objasniť ďalšie súvislosti spojené s nástupom rakoviny.

LITERATÚRA
1. Guerrero-Flores H, Apresa-García T, Garay-Villar Ó, et al. A non-invasive tool for detecting cervical cancer odor by trained scent dogs. BMC Cancer 2017; 17(1): 79.
2. Hirotsu T, Sonoda H, Uozumi T, et al. A Highly Accurate Inclusive Cancer Screening Test Using Caenorhabditis elegans Scent Detection. Lee M-H, ed. PLOS ONE 2015; 10(3): e0118699.
3. Margie O, Palmer C, Chin-Sang I. Chemotaxis Assay. J Vis Exp 2013; (74): 50069.