Para peneliti telah menemukan perbedaan yang aneh antara DNA dari sel kanker dan dari sel sehat, dan temuan ini dapat mengarah pada tes darah baru untuk kanker.
Perbedaan? Kanker DNA memiliki afinitas yang agak kuat untuk emas, menurut sebuah studi baru. Fitur ini tampaknya umum untuk DNA kanker secara umum, terlepas dari jenis kankernya, kata para peneliti.
Mengambil keuntungan dari temuan ini, para peneliti merancang tes baru yang menggunakan nanopartikel emas untuk mendeteksi kanker. Partikel emas berubah warna tergantung pada ada atau tidaknya DNA kanker. Hasilnya adalah tes sederhana dan cepat yang dapat mendeteksi kanker hanya dalam 10 menit, menurut penelitian yang diterbitkan hari ini (4 Desember) dalam jurnal Nature Communications.
"Anda dapat mendeteksi dengan mata - sesederhana itu," kata penulis senior studi Matt Trau, seorang profesor dan pemimpin kelompok senior di Institut Australia untuk Bioteknologi dan Nanoteknologi Universitas Queensland, dalam sebuah pernyataan.
Namun, pekerjaan ini masih awal, dan masih banyak penelitian yang diperlukan sebelum tes ini dapat bermanfaat bagi pasien, kata para ahli luar kepada Live Science.
DNA kanker "methylscape"
Studi baru ini berfokus pada "epigenome," atau modifikasi kimiawi pada DNA yang mengubah gen "hidup" atau "mati." Modifikasi ini tidak mengubah urutan DNA, tetapi memengaruhi bagaimana sel "membaca" gen. Salah satu contoh perubahan epigenetik adalah metilasi DNA, penambahan gugus metil, atau "tutup bahan kimia," ke bagian molekul DNA. Modifikasi ini mencegah ekspresi gen tertentu.
Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa pola metilasi DNA dalam sel kanker berbeda dari pola pada sel sehat. Secara khusus, DNA kanker memiliki kelompok gugus metil di lokasi tertentu dan hampir tidak ada metilasi di tempat lain, sementara gugus metil DNA normal tersebar lebih merata di seluruh genom. Para peneliti menyebut pola metilasi ini sebagai "lanskap metilasi," atau "methylscape."
Dan meskipun "methylscape" ini dapat berfungsi sebagai biomarker untuk kanker, para peneliti tidak memiliki cara yang baik untuk mendeteksinya.
Jadi, daripada fokus pada metilasi itu sendiri, para peneliti dalam studi baru melihat apa yang dilakukan metilasi terhadap struktur keseluruhan dan sifat kimiawi dari DNA kanker.
Para peneliti menemukan bahwa metylscape DNA kanker menyebabkan fragmen DNA melipat menjadi "struktur nano" 3D yang memiliki afinitas terhadap emas. Sebaliknya, DNA normal terlipat dengan cara yang agak berbeda, yang tidak menghasilkan afinitas yang kuat untuk emas, kata para peneliti.
Jadi, para peneliti mengembangkan tes yang mengeksploitasi kemampuan kanker DNA ini untuk menempel pada emas. Jika DNA kanker hadir, nanopartikel emas akan berubah warna berbeda daripada jika DNA kanker tidak ada. Tes dapat menggunakan "DNA bebas yang bersirkulasi," atau DNA yang dilepaskan ke dalam darah dari kanker atau sel-sel sehat.
Para peneliti telah menguji teknologi mereka pada sekitar 200 sampel dari pasien kanker dan orang sehat, menemukan bahwa tes itu hingga 90 persen akurat dalam mendeteksi kanker.
Tes kanker baru?
Jeffrey Weber, wakil direktur Perlmutter Cancer Center di Langone Health, New York University, menyebut studi baru itu "sains hebat" dan memuji gagasan mencari cara untuk mendeteksi kanker DNA methylscape. Namun, Weber, yang tidak terlibat dalam penelitian itu, mengatakan pekerjaan itu "hanya permulaan." Dia menambahkan bahwa studi yang lebih besar diperlukan untuk mengevaluasi keakuratan tes, serta apakah itu bisa bermanfaat bagi pasien, dibandingkan dengan tes yang ada.
"Ini akan menjadi banyak pekerjaan untuk mengubah semacam ini menjadi nyata, bermanfaat secara klinis," kata Weber kepada Live Science.
Joyce Ohm, seorang profesor onkologi di Roswell Park Comprehensive Cancer Center di Buffalo, New York, setuju bahwa pekerjaan itu adalah "kemajuan potensial yang menarik" dalam mencari biomarker epigenetik umum untuk kanker. Tetapi dia menambahkan bahwa penelitian ini "sangat membuktikan prinsip pada saat ini."
Saat ini, tes hanya mendeteksi keberadaan kanker, bukan jenis kanker. Tidak jelas juga seberapa tinggi tingkat kanker DNA yang diperlukan agar tes dapat bekerja, yang akan memengaruhi seberapa awal perjalanan penyakit dari tes yang dapat digunakan, kata para peneliti.
Dalam bentuknya saat ini, tes tersebut akan kurang berlaku sebagai tes skrining, mengingat bahwa itu tidak dapat mendeteksi jenis kanker, Ohm mengatakan kepada Live Science. Tetapi jika teknik ini dikembangkan lebih lanjut, mungkin aplikasi potensial yang paling segera adalah memantau pasien kanker yang ada untuk kekambuhan penyakit, katanya.
Para peneliti mengakui bahwa tes mereka perlu studi lebih lanjut, "tetapi terlihat sangat menarik sebagai 'penanda universal' kanker yang sangat sederhana," kata Trau dalam pernyataannya. Ini juga menarik "sebagai teknologi yang sangat mudah diakses dan murah yang tidak memerlukan peralatan berbasis laboratorium yang rumit seperti pengurutan DNA," katanya.
