Jak zbadać materiał genetyczny guza? Podpis molekularny raka

Badania molekularne w onkologii stały się standardem współczesnej medycyny personalizowanej. To dzięki nim mamy możliwość dokładnie poznać unikalny charakter guza, dobrać odpowiednie postępowanie terapeutyczne, a także monitorować postęp choroby i skuteczność leczenia. Badania genetyczne wykorzystujemy w onkologii także do badania wrodzonych zmian genetycznych, które predysponują do zachorowania na nowotwór, ale ten aspekt nie będzie szerzej omówiony w niniejszym artykule.

Skąd więc czerpać materiał do zaawansowanych analiz molekularnych? Jak zbadać materiał genetyczny guza i kiedy w praktyce klinicznej potrzebujemy pobrać fragment tkanki, i jakiej, a kiedy możemy wykorzystać do badania krew?

Badanie materiału genetycznego guza – różne mutacje, różne metody

W onkogenetyce możemy badać unikalny podpis genetyczny guza lub pacjenta. Zależy to od tego, czy szukamy mutacji somatycznej (nabytej) czy mutacji germinalnej (zarodkowej), czyli wrodzonej predyspozycji do powstawania nowotworów, odziedziczonej po rodzicach.

Mutacji somatycznych szukamy w materiale zawierającym DNA guza – zwykle pobranym bezpośrednio z guza (poza płynną biopsją).

Mutacje somatyczne powstają miejscowo, tylko w guzie, poprzez zmianę zapisu DNA w komórkach, które do tej pory rosły prawidłowo. Można je nazwać nabytymi błędami w zapisie genetycznym, które pojawiają się losowo, np. pod wpływem starzenia się organizmu czy czynników środowiskowych.

Materiał genetyczny guza możemy pobrać poprzez:

• Wycinek tkanki – fragment guza pobrany chirurgicznie
• Biopsję gruboigłową – pobranie wycinka tkanki specjalną automatyczną igłą
• Biopsję cienkoigłową – pobranie pojedynczych komórek małą igłą
• Płynną biopsję – pobranie krwi w celu badania wolnokrążącego DNA guza

Więcej informacji na temat mutacji somatycznych i germinalnych oraz dziedziczenia nowotworów znajdziecie TUTAJ.

Tkanka pobrana podczas operacji – co się z nią dzieje?

Pierwszym sposobem zbadania materiału genetycznego nowotworu jest pobranie tkanki podczas zabiegu operacyjnego i wysłanie jej fragmentu do laboratorium.

Z uwagi na inwazyjność, taki materiał otrzymujemy do badań niejako „przy okazji” – w sytuacji, w której wybraną metodą leczenia jest chirurgiczne wycięcie guza. Chirurg podczas operacji usuwa zmianę, a jej fragmenty wysyła do pracowni patomorfologicznej, w której guz jest oceniany. Wynik tej oceny trafia do pacjenta jako rozpoznanie histopatologiczne. Z tego materiału można później wykonać także badania genetyczne.

Pobrana tkanka zawsze wymaga zabezpieczenia przed uszkadzającym działaniem środowiska. Z perspektywy badań genetycznych idealnym rozwiązaniem jest zamrożenie materiału w temperaturze -80 stopni Celsjusza. W takiej formie DNA jest praktycznie nienaruszone i idealnie nadaje się do wszelkich, choćby najbardziej wymagających badań genetycznych. Metoda ta jednak wymaga odpowiedniej infrastruktury i na co dzień nie jest adekwatnie wykorzystywana.

W zakładzie patomorfologii materiał tkankowy rutynowo utrwala się poprzez utworzenie tak zwanego bloczka parafinowego. Proces ten w uproszczeniu polega na umieszczeniu tkanki w formalinie, a następnie zalaniu jej płynną parafiną. W efekcie powstają kosteczki/bloczki parafinowe, w których zatopiona jest tkanka guza.

Dla pacjenta ważne jest, iż w takiej formie materiał musi być przechowywany przez 20 lat i przez cały ten czas można go wypożyczyć do ponownych badań. Z bloczka ucina się wtedy bardzo cienkie skrawki, z których izoluje się materiał genetyczny lub poddaje się go innym badaniom. Uważa się, iż do badań molekularnych najlepiej wykorzystywać materiał nie starszy niż 5 lat. Jest to głównie podyktowane faktem, iż nowotwór zmienia się z czasem i wraz z zastosowanymi liniami leczenia.

Bloczki parafinowe mogą być transportowane w temperaturze pokojowej, nie wymagają specjalnych pojemników czy lodówek do ich przewożenia.

Biopsja gruboigłowa – między operacją a strzykawką

Są jednak sytuacje, w których operacja nie jest możliwa lub ma zostać wykonana na późniejszym etapie leczenia. W takich przypadkach nieoceniona staje się biopsja gruboigłowa, która stanowi pomost między chirurgicznym wycięciem całego guza a pobraniem małego jego wycinka. Biopsja odbywa się w znieczuleniu miejscowym i polega na wprowadzeniu pod kontrolą USG specjalnej igły bezpośrednio w głąb guza. dzięki automatycznego mechanizmu, który wydaje charakterystyczny dźwięk głośnego kliknięcia, igła błyskawicznie wycina podłużny, nienaruszony wałeczek tkanki, a całą procedurę powtarza się często kilka razy, żeby pobrać materiał z różnych części guza.

Kluczowe dla biopsji gruboigłowej jest to, iż pobrany materiał pozwala na odwzorowanie struktury przestrzennej tkanki nowotworowej – używana w tej metodzie igła jest na tyle duża, iż wsuwa się w głąb tkanki i obejmuje cały jej fragment, a nie pojedyncze komórki. Dzięki temu pozyskany w ten sposób materiał możemy traktować jak ten zabezpieczony podczas operacji – zostaje utrwalony w postaci bloczka parafinowego.

Głównym minusem biopsji gruboigłowej jest to, iż igła pobiera zaledwie cieniutki, kilkumilimetrowy kawałek tkanki, co przy bardzo niejednorodnym guzie niesie ryzyko, iż trafimy akurat w jego mało istotny fragment i nie uchwycimy odpowiedniej liczby komórek. Wiązać się to może z niewystarczającą ilością materiału potrzebnego do przeprowadzenia badań molekularnych.

Biopsja cienkoigłowa – czy tylko mniejsza igła?

Na pozór podobna, ale jednak inna pod względem charakteru materiału jest biopsja aspiracyjna cienkoigłowa (BAC). Tutaj zamiast dużej igły stosuje się cieńsze, takie jak te używane w standardowych zastrzykach czy przy pobieraniu krwi. Lekarz nakłuwa zmianę i pod kontrolą USG dzięki strzykawki zasysa (aspiruje) do wnętrza igły komórki. Z tego powodu materiał pobrany w ten sposób ma charakter wyłącznie cytologiczny – nie możemy obejrzeć całej tkanki, ocenie podlegają jedynie luźne, oderwane od guza pojedyncze komórki.

To jest punkt, który znacząco różni biopsję cienkoigłową od gruboigłowej. Materiał można zabezpieczyć, umieszczając go na specjalnych szkiełkach bądź w postaci cytobloku, który traktuje się analogicznie do bloczka tkankowego.

Mocnym ograniczeniem BAC jest niewielka liczba komórek w preparacie, ale dzięki nowoczesnym technologiom, takim jak tworzenie cytobloków, choćby z niewielkiej próbki można wyciąć wiele skrawków i zrobić więcej badań, w tym molekularnych. Należy jednak podkreślić, iż większości standardowej diagnostyki molekularnej, o jakiej myślimy w onkologii, nie da się wykonać w oparciu o materiał z BAC.

Komórki do badań można także pozyskać na drodze cytologii złuszczeniowej. Polega ona na ocenie mikroskopowej materiału zawierającego komórki, które uległy samoistnemu złuszczeniu z powierzchni tkanki lub narządu bądź zostały pobrane z powierzchni narządów w postaci wymazów. Przykładem jest cytologia szczoteczkowa szyjki macicy albo płyn pobrany z jamy opłucnej. Pobrane komórki traktuje się tak samo jak te z biopsji cienkoigłowej.

Płynna biopsja – innowacje w genetyce nowotworów

Najbardziej rewolucyjnym i nowoczesnym sposobem pobrania materiału do badania genów nowotworu jest płynna biopsja. W przeciwieństwie do poprzednich metod tutaj nie pozyskujemy materiału bezpośrednio z guza, tylko pobieramy krew pacjenta w poszukiwaniu wolnokrążącego DNA nowotworowego, czyli ctDNA (circulating tumor DNA). Bazuje ona na odkryciu, iż komórki nowotworowe są wydzielane do krwi chorego. Dodatkowo, kiedy obumierają, wydzielają do krwioobiegu swoją zawartość, w tym materiał genetyczny.

Tak pobrane próbki możemy wysłać zarówno na proste testy poszukujące jednej konkretnej mutacji jak i zaawansowane badania wielogenowe, które sprawdzają setki genów naraz. Jest to niezwykle użyteczne w sytuacji, w której dostęp do guza jest ograniczony lub materiał pobrany w klasyczny sposób jest niewystarczający, żeby przeprowadzić wszystkie potrzebne badania.

Dodatkowo, płynna biopsja umożliwia ocenę mutacji w nowotworze niemal w czasie rzeczywistym, ponieważ pobierany materiał pochodzi z komórek obecnych w organizmie pacjenta w tym momencie. Zawiera ona także reprezentację wszystkich zmian nowotworowych obecnych w organizmie pacjenta, co jest szczególnie istotne przy chorobie przerzutowej.

Dużą zaletą płynnej biopsji jest także bezpieczeństwo i komfort pacjenta – badanie nie wymaga bolesnych operacji ani znieczulenia, a krew można pobierać wielokrotnie, co pozwala na bieżąco kontrolować chorobę. Jednak bada ona tylko fragmenty nowotworu uwolnione do krwi, przez co lekarz nie ma możliwości oceny struktury guza pod mikroskopem.

Z biopsji płynnej nie można postawić rozpoznania histopatologicznego ani wykonać badania biomarkerów immunohistochemicznych, takich jak PD-L1 czy HER2. Z samej krwi bowiem trudno jest bezpośrednio określić obecność i ilość kluczowych białek receptorowych, które decydują o doborze immunoterapii. Istnieje także ryzyko, iż jeżeli guz jest mały lub słabo unaczyniony, w ogóle może nie wydzielać DNA do krwioobiegu i dawać wynik fałszywie ujemny.

Płynna biopsja jest także badaniem mikrośladów, więc czasem z uwagi na zbyt małą zawartość materiału, nie uda się znaleźć wszystkich mutacji, które są obecne w guzie. Tym samym, w rutynowej praktyce chętniej do badań molekularnych wykorzystujemy materiał z operacji albo biopsji gruboigłowej, jeżeli jest dostępny. Jednak biopsja płynna jest badaniem uzupełniającym, w przypadku braku dostępności materiału tkankowego. Może być też z powodzeniem stosowana w monitorowaniu przebiegu choroby czy też skuteczności leczenia.

Dowiedz się jeszcze więcej: PŁYNNA BIOPSJA

Rebiopsja – badanie ewolucji nowotworu

W miarę postępu choroby i pod wpływem stosowanego leczenia nowotwór nieustannie ewoluuje, co sprawia, iż jego charakter może ulec zmianie. W takich sytuacjach kluczowym narzędziem staje się rebiopsja, czyli powtórne pobranie materiału biologicznego. Jej celem zwykle nie jest ponowne postawienie rozpoznania, a poznanie nabytych adekwatności guza. W zależności od tego, jakie badania chcemy wykonać, wybieramy odpowiednią metodę.

Tradycyjna rebiopsja tkankowa pozostaje niezastąpiona, gdy patomorfolog musi obejrzeć całe komórki guza pod mikroskopem. Jest ona konieczna, by sprawdzić, czy nowotwór nie zmienił nagle swojego podtypu na inny – na przykład przejście raka niedrobnokomórkowego płuca w drobnokomórkowy. Ponadto badanie tkanki pozwala precyzyjnie ocenić wysycenie powierzchni komórek kluczowymi białkami (takimi jak PD-L1 czy HER2), co decyduje o natychmiastowej zmianie strategii leczenia i wyborze kolejnych linii terapii.

Natomiast w sytuacjach, kiedy potrzebujemy zbadać profil genetyczny nowotworu, świetnym sposobem jest właśnie płynna biopsja. Badanie to natychmiast wykrywa mutacje opornościowe, czyli nowe błędy w genach nowotworu, które pojawiają się w trakcie leczenia i sprawiają, iż stosowany dotychczas lek celowany przestaje działać.

Ponadto nadaje się świetnie do monitorowania progresji choroby i odpowiedzi na leczenie. Pobrane podczas płynnej biopsji ctDNA posiada specyficzną adekwatność. Utrzymuje się we krwi bardzo krótko – od kilkunastu minut do paru godzin. Jest to bardzo przydatna cecha, ponieważ odzwierciedla stan nowotworu tu i teraz. Wzrost poziomu ctDNA lub zmiany w jego strukturze mogą pojawić się na wiele tygodni, a choćby miesięcy przed tym, jak nawrót lub progresja choroby staną się widoczne w badaniach obrazowych.

Dodatkowo, w przypadku rozsiewu choroby, badanie to daje całościowy obraz ewolucji nowotworu, ponieważ odzwierciedla materiał genetyczny pochodzący ze wszystkich istniejących przerzutów naraz.

Warto zaznaczyć jeszcze, iż procedura płynnej biopsji jest stale rozwijana. Z racji tego, iż oprócz fragmentów DNA do krwi uwalniane są także całe komórki guza, metoda ta może dostarczać wielu innych informacji poza analizą samego materiału genetycznego, takich jak ocena molekularnej choroby resztkowej,

Badanie materiału genetycznego guza – podsumowanie

Diagnostyka molekularna całkowicie odmieniła oblicze współczesnej onkologii, dając lekarzom precyzyjne narzędzia do walki z nowotworem na każdym etapie choroby. Sukces terapii personalizowanej zależy jednak od umiejętnego łączenia i dobierania dostępnych metod oraz zrozumienia, iż profil genetyczny guza nie jest dany raz na zawsze.

Tradycyjne biopsje tkankowe, choć inwazyjne, pozostają fundamentem, bez którego niemożliwa jest ocena architektury guza i postawienie rozpoznania. Biopsje cienkoigłowe i złuszczeniowe pozwalają na pobranie tylko niewielkiej ilości materiału, ale dzięki nowoczesnym technologiom można go z powodzeniem użyć do różnego rodzaju badań, w tym genetycznych.

Z kolei płynna biopsja rewolucjonizuje podejście do monitorowania ewolucji nowotworu w czasie rzeczywistym, wyraźnie pokazując, iż współczesna onkologia zmierza w kierunku metod jak najmniej inwazyjnych dla pacjenta.

DOWIEDZ SIĘ WIĘCEJ: DIAGNOSTYKA GENETYCZNA NOWOTWORÓW

BIBLIOGRAFIA:

• Patomorfologia: standardy i przykłady dobrej praktyki oraz elementy diagnostyki różnicowej. Wytyczne dla zakładów/pracowni patomorfologii” opracowane przez Polskie Towarzystwo Patologów i Ministerstwo Zdrowia.
• Standardy organizacyjne oraz standardy postępowania w patomorfologii
• Wytyczne dla zakładów/pracowni patomorfologii” opracowane przez Polskie Towarzystwo Patologów i Ministerstwo Zdrowia.
• Layfield LJ, Stegelmeier P, Wang L, Esebua M. Core needle biopsy for the diagnosis of primary soft tissue lesions: Accuracy and diagnostic challenges. Diagnostic Cytopathology. 2022;50(9):442-450. doi:10.1002/dc.25012
• Moufarrej S, Bal KS, Rivero A, Weintraub ML, Haupt TL, Wang KH. Fine-Needle Aspiration Versus Core Needle Biopsy for Malignant Cervical Lymphadenopathy: A Meta-Analysis and Systematic Review. OTO Open. 2026 Mar 9;10(1):e70218. doi: 10.1002/oto2.70218. PMID: 41809137; PMCID: PMC12969487.
• Coppola, Claudio & De Summa, Simona & Matera, Giuseppina & Pilato, Brunella & Traversa, Debora & Tommasi, Stefania. (2025). Liquid Biopsy: The Challenges of a Revolutionary Approach in Oncology. International Journal of Molecular Sciences. 26. 5013. 10.3390/ijms26115013.
• Kim H, Park KU. Clinical Circulating Tumor DNA Testing for Precision Oncology. Cancer Res Treat. 2023 Apr;55(2):351-366. doi: 10.4143/crt.2022.1026. PMID: 36915242; PMCID: PMC10101787.
• Yang J, Qiu L, Wang X, Chen X, Cao P, Yang Z and Wen Q (2023) Liquid biopsy biomarkers to guide immunotherapy in breast cancer. Front. Immunol. 14:1303491. doi: 10.3389/fimmu.2023.1303491
• https://www.lexogen.com/blog/
• ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ZDROWIA z dnia 18 grudnia 2017 r. w sprawie standardów organizacyjnych opieki zdrowotnej w dziedzinie patomorfologii

Jeśli podobają Ci się nasze działania i artykuły – wesprzyj Fundację Wiedzieć Więcej!

Post Jak zbadać materiał genetyczny guza? Podpis molekularny raka pojawił się poraz pierwszy w Zwrotnikraka.pl.