Рак мочевой системы означает наличие раковых клеток в мочевыделительной системе, которая включает в себя почки, мочевой пузырь, мочеточники (трубки, соединяющие почки с мочевым пузырем) и уретру (трубку, по которой моча из мочевого пузыря выводится из организма). . Наиболее распространенными видами рака мочевой системы являются рак почки и рак мочевого пузыря, хотя рак может развиваться и в других частях мочевыделительной системы.

Читайте также: Типы рака мочевого пузыря

Обзор

Исследование эффективных биомаркеров злокачественных новообразований в настоящее время является горячей темой клинических и медицинских исследований, поскольку оно может привести к предраковому скринингу или предраковой диагностике. Он может предоставить важную информацию о виде рака мочевой системы и его прогрессировании.

На стадии прогрессирования заболевания изучаются более биохимические или химические компоненты жидкости организма человека, такие как моча, кровь, спинномозговая жидкость. Эти биомаркеры ценны в исследованиях рака, предраковой диагностике и последующем наблюдении за раком или после лечения рака. В анализе широко используются несколько современных методов газовой хроматографии (ГХ), высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ), капиллярного электрофореза (КЭ) и других методов разделения, а также методов, разделенных дефисами. КЭ является очень эффективным и практичным аналитическим методом из-за скромных требований к объему пробы и высокой адаптируемости разделения, начиная от небольших неорганических соединений и заканчивая значительными биомолекулами. Рутинный анализ мочи обычно используется в современной клинической лаборатории для мониторинга функции почек пациента, бактериальной инфекции, уровня глюкозы и других диагностических причин. Хотя вопрос о том, что более полезно для диагностики: моча, кровь, спинномозговая жидкость или другая жидкость организма, является спорным, нет сомнений в том, что моча играет жизненно важную роль в лечении заболеваний. Это помогает в определении биологической матрицы для определения физического состояния пациента.

Рак мочевой системы в настоящее время является одной из наиболее серьезных проблем общественного здравоохранения. С развитием биохимии и аналитических технологий предраковая диагностика стала горячей темой клинических и доклинических исследований. По мере развития исследований предраковых заболеваний биомаркеры рака становятся все более заметными в предоставлении жизненно важной информации. Определить вид рака и место прогрессирования у пациента можно на очень ранней стадии.

Характеристики идеального биомаркера следующие:

(i) специфичны для злокачественного процесса

(ii) типоспецифические

(iii) легко обнаруживается в жидкостях организма и тканевых экстрактах

(iv) выявляются на ранних стадиях заболевания, прежде чем заболевание станет клинически очевидным

(v) указывает на общую нагрузку опухолевых клеток

(vi) указывает на наличие микрометастазов и

(vii) прогнозирование рецидива

Капиллярный электрофорез

КЭ — очень эффективный аналитический метод, который за последнее десятилетие оказал значительное влияние на биомедицинские исследования, а также на клиническую и судебно-медицинскую практику. CE был связан с несколькими системами обнаружения, основанными на типе аналитов, включая аналиты, видимые в УФ-диапазоне.

Некоторые используемые методы - это абсорбция, кондуктиметрия, МС, патч-кламп, электрохимическое (ЭК) детектирование и лазерно-индуцированная флуоресценция. CE был исключительно компетентен в изучении широкого спектра аналитов, начиная с крошечных молекул с использованием различных методов обнаружения (неорганические ионы и органические молекулы) по сравнению с более важными биомолекулами (ДНК и белки). Капиллярный электрофорез имеет несколько явных преимуществ. В последнее время сообщается о все большем количестве исследований в области определения и скрининга биомаркеров рака с помощью CE, включая нуклеозиды, рибонуклеиновую кислоту (РНК), гидроксидезоксигуанозин, мутации ДНК, ДНК-аддукты, гликаны, белки, гликопротеины и небольшие биомолекулы.

1.Модифицированные нуклеозиды

Одним из типов химических веществ, присутствующих в моче человека, являются продукты распада нуклеиновых кислот. РНК, особенно транспортная РНК (тРНК), является важным источником модифицированных нуклеозидов, обнаруживаемых в моче. В моче выявлено более 93 измененных нуклеозидов для всех форм РНК. Благодаря этим наблюдениям измененные нуклеозиды в настоящее время считаются общим опухолевым маркером различных типов рака. Сюда входят лейкемии и лимфомы, рак щитовидной железы, рак головы и шеи, рак молочной железы, рак яичников, рак простаты, рак легких и так далее. CE был впервые использован для разделения и определения нуклеозидов в 1987 году как для рибонуклеозидов, так и для дезоксирибонуклеозидов. Поскольку нуклеозиды в экспериментальных условиях представляют собой незаряженные молекулы, основным методом разделения нуклеозидов является мицеллярная электрокинетическая капиллярная хроматография (МЭКК). Согласно исследованиям, уровни некоторых нуклеозидов в образцах мочи онкологических больных всегда выше, чем у здоровых людей. Поэтому для получения дополнительной информации о различиях между двумя группами можно использовать метод распознавания образов.

2. Аддукты ДНК, поврежденная ДНК и 8-гидроксидезоксигуанозин.

Было показано, что многие экзогенные и эндогенные химические вещества вызывают мутации ДНК посредством первоначального ковалентного связывания электрофильных или радикальных промежуточных продуктов с ДНК. Эта аддукция ДНК может затем привести к структурным изменениям компонента нуклеиновой кислоты. Если такие повреждения не залечить, возникнут необратимые мутации, вызывающие дегенеративные заболевания, такие как рак. Прямое исследование канцерогенных аддуктов ДНК высокоэффективно.

При определении канцерогенности метод должен быть точным и надежным в отношении ксенобиотических химических веществ и изучения эндогенных канцерогенов. Согласно клиническим исследованиям, количество и идентичность аддуктов ДНК можно использовать для оценки риска развития рака. Исследование аддуктов ДНК требует идентификации примерно одного аддукта на каждые 106108 неизмененных нуклеиновых оснований среди людей, не подвергавшихся никакому необычному воздействию. Поврежденные ДНК, особенно 8-гидроксидезоксигуанозин, являются еще одним важным биомаркером ДНК рака (8-OhdG). Среди нескольких типов повреждений ДНК окислительное повреждение, вызванное активными видами кислорода, такими как два и H2O2, считается одним из наиболее важных факторов дегенеративных заболеваний, таких как рак, старение, болезни сердца и другие заболевания, связанные со старостью. Анализ ДНК имеет решающее значение для диагностики заболеваний и продвижения геномного проекта.

Помимо скорости и автоматизации, КЭ имеет ряд преимуществ перед классическим гель-электрофорезом (ГЭ). Анализ ДНК имеет решающее значение для диагностики заболеваний и продвижения геномных проектов.

Помимо скорости и автоматизации, КЭ имеет ряд преимуществ перед традиционным гель-электрофорезом (ГЭ). CE также может использоваться в качестве высокоэффективного аналитического инструмента для анализа конкретных компонентов ДНК мочи, которые выполняют ту же функцию, что и другие биомаркеры компонентов ДНК при раке. Считается, что 8-OhdG имеет наибольший потенциал в качестве мутации ДНК, вызывающей рак. Многие исследования показали, что концентрация 8-OHdG в моче у курильщиков на 50% выше, чем у некурящих, в течение 24 часов. 8-OhdG был обнаружен в качестве биомаркера некоторых форм рака, включая рак молочной железы, рак легких и рак печени. Поскольку 8-OhdG выводится с мочой без дополнительного метаболизма, определение 8-OhdG в моче считается неинвазивным подходом. Для выявления рака. Тем не менее, концентрация 8-OhdG в моче обычно составляет всего 110 нМ.

Доклинические данные

При клиническом анализе девяти образцов мочи здоровых людей и десяти образцов мочи десяти онкологических больных установлено, что концентрация 8-OhdG в моче у здоровых лиц варьирует от 6.34 до 21.33 нМ, тогда как от 13.83 до 130.12 нМ. у онкологических больных. Уровень экскреции 8-OhdG у онкологических больных был намного выше, чем у здоровых людей, что свидетельствует о практичности такого подхода. Его можно использовать для регулярного определения 8-OhdG в моче как биомаркера рака. CE использовался для отделения фрагментов ДНК из образцов мочи, а также для определения мутаций. Например, акриламидный гель-CE использовался для выделения образца ДНК, амплификации целевой последовательности ДНК и анализа данных. Различают мутантные последовательности ДНК и последовательности Kras дикого типа, которые можно использовать для выявления мутаций гена р53, а также для обнаружения колоректального рака, рака мочевого пузыря, бронхов и поджелудочной железы.

3. Белки, гликаны и гликопротеины

КЭ является наиболее многообещающим аналитическим подходом к исследованию белков благодаря его явным преимуществам перед традиционными методами разделения белков, такими как GE и ВЭЖХ [28, 103111]. КЭ использовался для диагностики таких заболеваний, как дефицит аденилосукциназы, 5-оксопролинурия, синдром Бенс-Джонса. протеинурия и нефротический синдром, и он становится все более популярным для использования в регулярных клинических анализах [14-17]

Основываясь на следующих результатах исследований, CE предлагает высокий потенциал для использования в клинической лаборатории для скрининга этих соединений и предоставления диагностической информации.

3.1 Парапротеины

моноклональные антитела Компоненты (иммуноглобулиновый продукт клона плазматических клеток) в сыворотке и моче являются важными маркерами лейкемии и урологических злокачественных опухолей. CE может проверять моноклональные молекулы иммуноглобулинов (парапротеины), поскольку эти белки имеют небольшой размер. Исследователи попытались применить этот метод к образцам мочи. Однако в результате возникли трудности. Основная причина заключалась в том, что образцы мочи содержали низкие концентрации моноклональных компонентов. Несмотря на то, что многие лаборатории использовали концентраторы ультрафильтрации, обеспечивающие коэффициент концентрации в 10100 раз, они все еще не были достаточно чувствительными для обнаружения моноклональных IgA с помощью CE и IS-CE. Однако авторы полагают, что в ближайшее время этот метод будет успешно разработан для анализа проб мочи.

3.2 Сиаловая кислота и кислый гликопротеин

Раковые клетки имеют более сильно сиалилированные гликаны на своей поверхности, и сообщения показали значительно повышенные концентрации сиаловой кислоты в опухолях головного мозга, лейкемии, меланоме, злокачественных плевральных выпотах, карциномах гортани и гортани, холангиокарциноме и раке мочевой системы легких, яичников, слизистая оболочка маткишейки матки, простаты, рта, желудка, молочной железы и толстой кишки.

Клинические данные

Многочисленные исследования обнаружили значительную связь между уровнями сиаликов в опухолях, которые можно использовать в качестве прогностических и диагностических показателей рака [19]. Однако дальнейшие клинические исследования показали, что клиническая ценность определения сиаловой кислоты для скрининга рака мочевых путей была ограничена из-за его явной неспецифичности для конкретного заболевания, а также других непатологических факторов. Возраст, беременность и использование противозачаточных средств являются примерами факторов риска. Изменения уровня сиаловой кислоты могут быть вызваны приемом наркотиков или курением.

3.3 рак кахексия фактор

Кахексия, определяемая как голодание и истощение тканей организма, таких как сердечная, дыхательная и скелетная мышечная ткань, снижает шансы больных раком на выживание. Согласно недавнему исследованию, этот усиленный мышечный протеолиз, обычно связанный с фактором, индуцирующим протеолиз (PIF), был идентифицирован как сульфатированный гликопротеин. Этот гликопротеин может вызывать деградацию мышечного белка в изолированных препаратах икроножных мышц и влиять на потерю веса in vivo. В результате это считалось признаком раковой кахексии. Те же компоненты были обнаружены в моче больных раком поджелудочной железы, которые пытались похудеть; Фактор кахексии эффективно обнаруживался в моче у всех больных, в том числе у одного на ранних стадиях заболевания. Точно так же для получения результатов использовались многомерные интегрированные инструменты CE, MLC и CEC.

4. Некоторые другие маркеры рака из малых биомолекул

Помимо упомянутых выше биомаркеров рака, в качестве индикаторов рака можно использовать еще несколько небольших молекул. Птеридины — это класс биомаркеров, которые могут быть полезны. Уровни птеридинов имеют решающее значение в клинической диагностике, поскольку они являются важными кофакторами в процессе клеточного метаболизма. Люди выводят их с мочой, когда клеточная система увеличивается при определенных заболеваниях.

Дальнейшие исследования показали, что концентрации птеридина варьируются в зависимости от типа опухоли и стадии развития. Каждый вид изменения птеридина демонстрирует четкую картину концентрации опухоли, поскольку различные соединения птеридина могут играть многочисленные роли во многих связанных с опухолью заболеваниях.

Дальнейшие тенденции

В ближайшее время значительные разработки в этой области будут сосредоточены на ускорении, повышении чувствительности и разрешающей способности анализа CE из-за сложности образцов мочи и низких концентраций аналитов. КЭ является многообещающей технологией разделения и анализа нескольких недавно открытых биомаркеров рака, хотя ее применение все еще значительно меньше, чем у традиционных методов ВЭЖХ и ГЭ. Количество заявок увеличится.

Читайте также: Диета и рак мочевого пузыря

Использование биомаркеров мочи для скрининга рака

Поскольку метод отбора проб неинвазивный, он будет использоваться в будущем. Еще одним возможным развитием событий является слияние нескольких биомаркеров. Развитие геномных и протеомных исследований привело к появлению множества возможностей использования биомаркеров для раннего выявления рака. Это позволит нам создать образцы «отпечатков пальцев», которые будут полезны при рассмотрении сложной среды злокачественных новообразований и, таким образом, обеспечат более точную диагностику посредством одновременного определения нескольких биомаркеров.

Заключение

Конкретные биомаркеры выполняют разные задачи в биологических системах, но все они обладают уникальными свойствами. Мониторинг концентрации биомаркеров в моче является наиболее удобным методом для оценки клинической значимости состояния онкологического больного через регулярные промежутки времени, одновременно прогнозируя образование опухоли и рецидив. Для определения различных биомаркеров КЭ станет высокоэффективным аналитическим методом с большим потенциалом в исследованиях биомаркеров благодаря его преимуществам, заключающимся в необходимости небольших объемов образцов, высокой чувствительности и превосходном разрешении, создании небольшого количества отходов и загрязнения окружающей среды, а также обеспечении быстрого анализа с бюджетный. Поскольку история этого подхода очень коротка по сравнению с историей многих других аналитических методов, еще предстоит проделать большую работу, прежде чем КЭ будет широко использоваться в рутинных тестах в различных клинических лабораториях. Одновременно используются другие альтернативные инструментальные процедуры, такие как ГХ, ВЭЖХ и ЖХ-МС, с различными системами обнаружения. УФ, ЭК, МС и ЛИФ будут по-прежнему оставаться основными работами. Лошади, используемые для анализа биомаркеров в лабораториях клинических испытаний.

Улучшите свой опыт с помощью интегративной онкологии

Для получения индивидуальных рекомендаций по лечению рака и дополнительным методам лечения проконсультируйтесь с нашими специалистами по адресу:ZenOnco.ioили позвоните по телефону+91 9930709000

Ссылка:

1. Меттс MC, Меттс JC, Милито SJ, Томас CR младший Рак мочевого пузыря: обзор диагностики и лечения. J Natl Med Assoc. июнь 2000 г.;92(6):285-94. ПМИД: 10918764; PMCID: PMC2640522.