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Un nuovo metodo rileva più malattie tramite DNA rilasciato dalle cellule morenti nel sangue

DNA doppia elica

DNA doppia elica

In una serie di esperimenti che hanno coinvolto 320 pazienti e controlli, i ricercatori son riusciti a sviluppare un esame del sangue in grado di rilevare molteplici patologie, incluso il diabete tipo 1, il cancro, lesioni traumatiche e neurodegenerative, in modo altamente sensibile e specifico. Il nuovo metodo deduce la morte delle cellule nel tessuto specifico dagli schemi di metilazione del DNA che vengono rilasciate dalla morte delle cellule circolanti.

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I risultati sono riportati in un documento pubblicato in Proceedings of the National Academy of Sciences PNAS , dal titolo “Identificazione di specifici tessuti dalla morte cellulare utilizzando schemi di metilazione del DNA circolante”. La ricerca è stata effettuata da un team internazionale guidato dal Dr. Ruth Shemer e il Prof. Yuval Dor da The Hebrew University di Gerusalemme, e il Prof. Benjamin Glaser da Hadassah Medical Center.
La morte cellulare è un elemento centrale della biologia umana in salute e malattia. Può significare le prime fasi della patologia (ad esempio lo sviluppo di un tumore o l’inizio di una malattia autoimmune o neurodegenerativa), segnare la progressione della malattia, riflettere il successo della terapia (per esempio farmaci antitumorali), individuare gli effetti tossici indesiderati e più del trattamento. Tuttavia finora, non era possibile misurare la morte cellulare in specifici tessuti umani con modalità non invasiva.
Il nuovo test del sangue rileva la morte delle cellule in tessuti specifici combinando due importanti principi biologici. Primo, le cellule morenti rilasciano DNA frammentato nella circolazione, in cui viaggia per un breve periodo. Questo fatto è stato conosciuto per decenni; tuttavia, poiché la sequenza del DNA di tutte le cellule nel corpo è identica, non è stato possibile determinare il tessuto di origine del DNA circolante e semplici misurazioni della quantità di DNA circolante è di uso molto limitato. Il secondo principio è che il DNA di ogni tipo cellulare porta una modificazione chimica unico chiamato metilazione. schemi di metilazione del DNA di conto per l’identità delle cellule (i geni che esprimono), sono simili tra le diverse cellule dello stesso tipo e tra gli individui, e sono stabili in condizioni di salute e di malattia. Ad esempio, la piattaforma di metilazione del DNA delle cellule pancreatiche differisce dal modello di tutti gli altri tipi di cellule nel corpo.
I ricercatori hanno identificato più sequenze di DNA che sono metilati in modo specifico nel tessuto (per esempio, non metilate nel DNA dei neuroni e metilati altrove), e possono servire come marcatori per la rilevazione di DNA derivate da ciascun tessuto. Hanno poi sviluppato un metodo per rilevare questi modelli metilati nel DNA circolante nel sangue, e ha dimostrato la sua utilità per identificare le origini del DNA circolante in diverse patologie umane, come un’indicazione di morte cellulare in tessuti specifici. Sono stati in grado di rilevare le prove per la morte delle cellule beta del pancreas nel sangue dei pazienti con diabete di tipo 1 di nuova insorgenza, la morte degli oligodendrociti in pazienti con sclerosi multipla recidivante, la morte delle cellule cerebrali nei pazienti dopo un danno cerebrale traumatico o ischemico, e delle cellule del pancreas esocrino morte nei pazienti con cancro del pancreas o pancreatite.
“Il nostro lavoro dimostra che le origini dei tessuti di DNA circolante possono essere misurati negli esseri umani. Questo rappresenta un nuovo metodo per il rilevamento sensibile della morte delle cellule in tessuti specifici, e un approccio interessante per la medicina diagnostica”, ha detto il dottor Ruth Shemer della Hebrew University , un esperto di metilazione del DNA e uno dei principali autori del nuovo studio.
L’approccio può essere adattato per identificare cfDNA derivato da qualsiasi tipo di cellula del corpo, offrendo una finestra minimamente invasiva per il monitoraggio e la diagnosi di un ampio spettro di patologie umane, nonché una migliore comprensione della normale dinamica del tessuto.
“A lungo termine, prevediamo un nuovo tipo di analisi del sangue finalizzato alla rivelazione sensibile del danno tissutale, anche senza – a priori -il sospetto di malattia in un organo specifico. Riteniamo che un tale strumento avrà ampia utilità nella medicina diagnostica e nello studio della biologia umana “, ha detto il Prof. Benjamin Glaser, capo di Endocrinologia presso Hadassah Medical center e un altro autore principale dello studio.

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