Pengembangan teknologi deteksi dini multi-cancer berbasis cfDNA

①　Latar Belakang Proyek

Teknologi biopsi cairan mewakili pendekatan skrining non-invasif yang inovatif untuk diagnosis penyakit melalui cairan tubuh seperti darah, air liur, dan urine, yang ditandai dengan sifat non-invasifnya, efisiensi tinggi, dan akurasi. Dalam beberapa tahun terakhir, teknologi ini telah diterapkan secara luas di berbagai bidang, termasuk skrining kanker dini, diagnostik pendamping, pengobatan personalisasi, dan pemantauan prognosis. Bentuk paling umum dari biopsi cair melibatkan deteksi DNA bebas sel (cfDNA) dalam plasma, khususnya DNA yang dilepaskan ke aliran darah dari sel tumor yang mengalami nekrosis atau apoptosis. Dalam darah pasien kanker, sebagian cfDNA berasal dari sel tumor yang telah mati. cfDNA ini membawa perubahan spesifik pada genom tumor (mutasi titik, insersi, delesi, dll.) dan epigenom (metilasi DNA, dll.), yang dapat dideteksi menggunakan platform teknologi seperti sekuensing generasi berikutnya dan PCR.

DNA metilasi adalah salah satu cara penting dari modifikasi epigenetik gen, yang mengacu pada proses modifikasi kimia di mana metil aktif ditransfer dari S-adenosylmetionin sebagai doner metil ke basa tertentu dalam rantai DNA dengan bantuan enzim transferase metil DNA (DNMT). Dalam genoma manusia, terdapat sekitar 28 juta situs CpG, di mana 60-80% situs guanina mengalami metilasi. Perubahan pola metilasi DNA berkaitan erat dengan terbentuknya, berkembangnya, dan transformasi sel kanker. Perubahan metilasi terjadi lebih awal dari mutasi, dan merupakan perubahan yang menandai perkembangan awal tumor, serta banyaknya situs metilasi gen yang berkaitan dengan tumor yang ditemukan secara berkelompok dalam genoma, mudah terdeteksi, sensitivitas tinggi, pola metilasi memiliki keunikan untuk jaringan tertentu, dapat merekonstruksi asal usul jaringan kanker, dan mudah dibedakan dari variasi yang disebabkan oleh penuaan, dengan sensitivitas yang tinggi.

Strategi Pemeriksaan Ganda untuk Berbagai Macam Kanker berdasarkan Pemeriksaan cfDNA Methylation, Pemeriksaan sekali namun dapat mendeteksi berbagai macam kanker dan menentukan asal jaringan, biaya deteksi lebih rendah dibandingkan dengan pendekatan yang ada, dan merupakan prosedur non-invasif, sehingga dapat meningkatkan tingkat penerimaan masyarakat secara signifikan.  Oleh karena itu, strategi pemeriksaan ganda untuk berbagai macam kanker berdasarkan pemeriksaan cfDNA Methylation berdasarkan liquid biopsi sangat cocok untuk daerah dengan beban penyakit kanker yang tinggi namun sumber daya kesehatan yang terbatas.

②　Rencana Teknologi

Pengujian cfDNA secara langsung berbasis sequening hole nano. Sequencing hole nano tidak membutuhkan DNA dalam jumlah tinggi, cocok untuk sampel cfDNA dengan koncentrasi rendah dan kandungan yang langka. Hal ini menjadikannya pilihan yang ideal untuk metode deteksi non-invasif seperti cfDNA. Platform sequening hole nano portabel tidak membutuhkan langkah pemrosesan sampel yang rumit dan PCR amplifikasi, dan memiliki keunggulan biaya pendataan yang rendah serta proses sequening yang cepat. Sequencing hole nano tidak hanya dapat menganalisis urutan DNA, tetapi juga dapat memanfaatkan untuk mendeteksi pola methylation DNA. Dengan mengukur perubahan arus listrik saat molekul DNA melewati hole nano, sequencing hole nano dapat menangkap informasi epigentik seperti methylation yang sangat potensial untuk diagnosis dini dan pemantauan penyakit.

③　Tujuan Proyek

 Mengidentifikasi biomarker epigenetik dengan sensitivitas tinggi, spesificitas tinggi dan memiliki kualitas bagus untuk trukologi;

 MenggabungkancfDNA methylation biomarker, epidemiologi dan informasi diagnosis klinis, membangun dan menguji model prediksi risiko penebangan ganda, multi-dimensional, multi-cancer, yang dapat memprediksi risiko kanker secara efektif.