Исследователи из МФТИ вместе с российскими коллегами придумали метод определения концентрации ганглиозида GD2, который активно производится в раковых клетках и используется в качестве мишени противораковой терапии. Работа ученых опубликована в журнале Biomedicines.

Ганглиозид GD2 — это сложная небелковая молекула, которая в большом количестве присутствует на поверхности многих раковых клеток. Здоровые клетки способны производить только небольшие количества этих молекул, поэтому GD2 может использоваться для направленной иммунотерапии. Сегодня медики уже используют на практике моноклональные антитела, которые специфично связываются с этой молекулой. Такое соединение оказалось эффективным для лечения некоторых видов рака.

Количество GD2 на поверхности клеток показывает эффективность иммунотерапии, поэтому важно разработать метод надежного определения его содержания. Используемые на сегодняшний день методы часто показывают неверные результаты из-за сложности измерений в тканях, взятых при биопсии. При этом РНК-секвенирование оказывается удобнее и точнее. Поэтому российские ученые взялись за поиск связи между количеством ганглиозида GD2 и работой маркерных генов.

Ганглиозид GD2 синтезируется в результате биохимических реакций с участием нескольких ферментов. Поэтому его содержание зависит от баланса этих соединений. На активность ферментов при этом оказывает влияние уровень экспрессии кодирующих их генов. Поэтому на основе уровней экспрессии можно классифицировать биологический образец по содержанию GD2, то есть определить его GD2-фенотип. Чтобы выяснить, какие гены лучше всего связаны с GD2-фенотипом, авторы работы сравнили уровни экспрессии генов, которые входят в биохимический путь синтеза ганглиозидов. В анализ также добавили пару из двух «ближайших» ферментов — катализаторов синтеза GD2 и его предшественника.

Исследователи выяснили, что экспрессия генов ST8SIA1 и B4GALNT1 позволяет точнее всего предсказать GD2-фенотип клетки. Эти гены оказались наилучшими биомаркерами вместе, чем любая другая комбинация генов или отдельные последовательности. Ученые показали, что, измеряя экспрессию двух генов в клетках больного, можно сказать о том, каков будет результат GD2-направленной терапии. Исследование ученых поможет улучшить иммунотерапию многих типов рака GD2-специфичными антителами.