Ultraczuły test diagnostyczny do detekcji antygenu PSA

Istota wynalazku

Nowotwór gruczołu krokowego jest w Polsce drugim co do częstości występowania nowotworem u mężczyzn (po nowotworze płuc), stanowiąc ponad 13% zachorowań. W Polsce liczba zachorowań na raka prostaty dynamicznie wzrastała w trakcie ostatnich trzydziestu lat, sięgając w 2010 roku poziomu około 10 tysięcy nowych przypadków. W Stanach Zjednoczonych rak stercza jest obecnie najczęstszym nowotworem u mężczyzn, a współczynniki zachorowalności utrzymują się na stałym poziomie od ponad dziesięciu lat. Nie mniej jednak dzięki metodom wczesnej diagnostyki śmiertelność obniżyła się w tym okresie o około 40%.

Ryzyko wystąpienia raka gruczołu krokowego wzrasta z wiekiem. Nowotwory złośliwe prostaty pojawiają się głównie po 70-tym roku życia, jednak objawy rzadko ujawniają się przed 50-tym rokiem życia. Szczególne niebezpieczeństwo stanowią bezobjawowe ogniska nowotworu w gruczole krokowym. Szacuje się, że pomiędzy 60 a 70 rokiem życia zjawisko to dotyczy około połowy mężczyzn, i może zostać ujawnione dzięki testom serologicznym.

Podstawowym badaniem wykonywanym u mężczyzn z podejrzeniem raka stercza jest badanie palpacyjne per rectum. Ograniczeniem metody jest jednak możliwość wykrycia zmian przekraczających objętości 0.2cm3. Najczęstszym badaniem z wykorzystaniem metod obrazowych jest ultrasonografia przezodbytnicza (TRUS), jednakże interpretacja obrazu będącego wynikiem badania jest subiektywną oceną badającego. Ultrasonografia TRUS często wykonywana jest w tandemie z biopsją tkanek gruczołu krokowego. Obecnie, do diagnostyki nowotworu prostaty coraz częściej stosuje się testy serologiczne, pozwalające na detekcję choroby przed pojawieniem się jakichkolwiek symptomów. Istotę działania testów diagnostycznych stanowi detekcja specyficznego markera nowotworowego w krwi pacjentów. W przypadku nowotworu prostaty określa się poziom swoistego antygenu sterczowego (PSA), białka produkowanego przez komórki stercza i uwalnianego do krwiobiegu, a którego poziom ulega znacznemu wzrostowi w trakcie rozwoju nowotworu.

Wysoki koszt stosowanych obecnie testów diagnostycznych w głównej mierze podyktowany jest kosztem otrzymywania specyficznych przeciwciał (cząsteczek które rozpoznają określony marker nowotworowy w płynach ustrojowych pacjenta). Przeciwciała pozyskuje się najczęściej z krwi zwierząt, które wcześniej wielokrotnie immunizuje się docelowym markerem. Poza wysokimi kosztami metoda pozyskiwania ssaczych przeciwciał ma wysoce inwazyjny charakter, gdyż wymaga wielokrotnego skrwawiania zwierząt. Dodatkowo, ssacze przeciwciała stosowane w testach diagnostycznych wykazują wiele istotnych ograniczeń, co prowadzić może do fałszywie pozytywnych wyników w testach diagnostycznych.

Istotą opracowanego wynalazku są przeciwciała selektywnie rozpoznające białko PSA, stanowiące alternatywę dla ssaczych immunoglobulin, które pozyskane zostały z żółtek kurzych jaj, oraz ich zastosowanie do konstrukcji testu diagnostycznego pozwalającego na detekcję białka PSA i określenie jego stężenia w surowicy pacjentów. Poza obniżeniem kosztów produkcji, ważnym aspektem i niewątpliwym atutem produkcji przeciwciał IgY jest nieinwazyjna metoda ich izolacji z żółtek jaj, niewymagająca skrwawiania zwierząt w przeciwieństwie do klasycznych metod pozyskiwania ssaczych immunoglobulin klasy G.

Korzyści z zastosowania wynalazku

Problem fałszywie pozytywnych wyników badań w testach diagnostycznych (w przypadku nowotworu prostaty dotyczy nawet 12% badanych pacjentów) spowodowany jest niespecyficznymi interakcjami pomiędzy przeciwciałami ssaczymi wykorzystywanymi powszechnie w testach diagnostycznych, a składnikami surowicy pacjenta. Przeciwciała IgY nie wykazują podobnej reaktywności, dlatego ich zastosowanie pozwala na znaczne ograniczenie możliwości uzyskiwania fałszywie pozytywnych wyników. Ultraczuły test diagnostyczny będący przedmiotem prezentowanego wynalazku pozwala na wykrycie 100-krotnie niższej ilości markera PSA niż ilość świadcząca o możliwym rozwoju choroby nowotworowej, przy zachowaniu wysokiej specyficzności i czułości. Poza istotną wartością diagnostyczną, opracowany test wykazuje także potencjał do monitorowania przebiegu terapii przeciwnowotworowej.

Potencjał komercjalizacji

Sukces terapeutyczny w leczeniu nowotworów w głównej mierze uzależniony jest od stopnia zaawansowania choroby. Wykrycie zmian nowotworowych we wczesnych stadiach jej rozwoju zwiększa szanse całkowitego wyleczenia i znacznie zmniejsza ryzyko powstania przerzutów (w przypadku nowotworu prostaty najczęściej obejmujących kości). Niestety, wysokie koszty diagnostyki znacznie ograniczają możliwość wykonywania wczesnych badań przesiewowych. Komercjalizacja testów diagnostycznych opartych na przeciwciałach IgY pozwoliłaby więc na zwiększenie powszechności i dostępności badań diagnostycznych, a w związku z tym na możliwość wczesnej detekcji zmian nowotworowych. Przykładowo, koszt wykonania pojedynczego oznaczenia stężenia białka PSA w surowicy przy użyciu opracowanego testu serologicznego opartego na przeciwciałach IgY nie przekracza 0,50 PLN, podczas gdy analogiczne oznaczenie przy użyciu komercyjnych testów przekracza 25 PLN.