Rak jelita grubego wykryty w kanalizacji? Naukowcy testują zaskakującą metodę

Naukowcy z USA sprawdzili, czy ścieki potrafią zdradzić, w których częściach miasta rozwija się rak jelita grubego. Wykorzystali tę samą infrastrukturę, która dotąd służyła do monitorowania wirusów i narkotyków, ale tym razem szukali śladów guzów nowotworowych.

Rak jelita grubego rośnie, a badania przesiewowe wciąż kuleją

Rak jelita grubego należy do najczęstszych i najbardziej śmiertelnych nowotworów w krajach rozwiniętych. W samych Stanach Zjednoczonych diagnozuje się ponad 150 tysięcy nowych przypadków rocznie. Lekarze alarmują, że coraz częściej chorują osoby przed 50. rokiem życia, a więc w wieku, w którym wiele osób nie myśli jeszcze o profilaktyce.

Istnieją skuteczne metody przesiewowe – kolonoskopia czy testy na krew utajoną i DNA nowotworowe w kale. Problem w tym, że niewystarczająco dużo osób z nich korzysta. Część pacjentów boi się badania, część ma do niego ograniczony dostęp, sporo osób zwyczajnie odkłada termin „na później”.

W odpowiedzi epidemiolodzy zaczynają szukać sygnałów zbiorczych – niezależnych od tego, czy pojedynczy pacjent zgłosi się na badanie.

Taki sygnał ma płynąć właśnie z kanalizacji. Zamiast liczyć na to, że każdy mieszkaniec przejdzie test indywidualnie, naukowcy chcą zorientować się, w których rejonach miasta ryzyko jest najwyższe i tam kierować szczególnie intensywne działania profilaktyczne.

Co dokładnie badano w ściekach w Kentucky

Badacze przyjrzeli się danym medycznym z hrabstwa Jefferson w stanie Kentucky z lat 2021–2023. Na podstawie dokumentacji pacjentów z rakiem jelita grubego wytypowali niewielkie obszary o bardzo wysokiej zachorowalności – definiowanej jako co najmniej cztery przypadki nowotworu w promieniu około 800 metrów.

Następnie wybrali trzy takie strefy oraz jedną, w której nie odnotowano pacjentów objętych opieką wyspecjalizowanych ośrodków ani w krajowym rejestrze nowotworów. To właśnie z tych czterech sieci kanalizacyjnych pobrali próbki.

26 lipca 2023 roku w każdej ze stref trzykrotnie w ciągu dnia pobrano po 175 mililitrów ścieków. W zebranej wodzie poszukiwano fragmentów ludzkiego RNA. Dwa typy cząsteczek miały kluczowe znaczenie:

• CDH1 – cząsteczka powiązana z procesami nowotworzenia, traktowana jako potencjalny znacznik raka jelita grubego,
• GAPDH – cząsteczka „techniczna”, używana jako punkt odniesienia, reprezentująca zwykłą aktywność komórkową.

Analitycy wykorzystali technikę zwaną cyfrową PCR w kroplach. To bardzo czuła metoda, która pozwala policzyć liczbę kopii określonego fragmentu RNA w próbce. Następnie porównano stosunek ilości CDH1 do GAPDH między różnymi sieciami kanalizacyjnymi.

Jak wyglądały wyniki z czterech badanych rejonów

Ludzkie RNA pojawiło się we wszystkich 12 próbkach. Najbardziej uderzający okazał się wysoki stosunek CDH1 do GAPDH w pierwszej grupie – obszarze o wyraźnie większej liczbie rozpoznanych nowotworów. To sugeruje, że ścieki rzeczywiście mogą odzwierciedlać natężenie problemu w danym sąsiedztwie.

Dlaczego ślady raka trafiają do kanalizacji

Nowotwór jelita grubego powstaje z komórek nabłonka wyściełającego światło jelita. Wraz z rozwojem choroby komórki guza zaczynają obumierać, złuszczać się i trafiają do światła jelita, a stamtąd – do stolca. Wraz z nimi wydalane są fragmenty materiału genetycznego, w tym RNA charakterystyczne dla komórek nowotworowych.

Testy przesiewowe stosowane u pojedynczych pacjentów wyszukują te nieprawidłowe fragmenty w próbce kału. Badanie kanalizacji działa na podobnej zasadzie, tylko w znacznie większej skali: zamiast jednego człowieka pod lupę trafia całe osiedle podłączone do tej samej sieci rur.

Jeśli w danym rejonie stosunek CDH1/GAPDH nagle i wyraźnie skoczy w górę, może to sygnalizować, że wśród mieszkańców rośnie liczba osób z guzem jelita grubego – w tym takich, które jeszcze o tym nie wiedzą.

Taki sygnał pozwala wskazać obszary, które warto objąć priorytetową akcją profilaktyczną. Chodzi między innymi o:

• wysyłkę domowych testów przesiewowych na adresy zameldowanych mieszkańców,
• dodatkowe terminy kolonoskopii w okolicznych szpitalach i przychodniach,
• kampanie informacyjne kierowane do jasno określonej dzielnicy, a nie całego miasta.

Obiecujące narzędzie, ale jeszcze w fazie testów

Autorzy badania podkreślają, że na razie mowa o wstępnej koncepcji, a nie gotowym systemie do wdrożenia. Analiza objęła jedynie cztery sieci kanalizacyjne w jednym hrabstwie i jeden dzień poboru próbek. Przy tak małej skali trudno przeprowadzić solidne analizy statystyczne.

Nie wiadomo też, jak dokładnie przekłada się konkretna wartość stosunku CDH1/GAPDH na liczbę rzeczywistych przypadków raka. Część chorych mogła być leczona poza badanym ośrodkiem, więc nie pojawiała się w lokalnych rejestrach. Z drugiej strony, w każdej próbce miesza się zawartość wielu toalet – zarówno osób zdrowych, jak i chorych – co dodatkowo komplikuje interpretację.

Naukowcy zapowiadają konieczność dłuższych kampanii pobierania próbek w różnych miastach i o różnych porach roku. Dopiero wtedy da się ocenić, czy sygnał ze ścieków jest stabilny, odporny na wahania związane na przykład z pogodą, turystyką czy zmianami liczby mieszkańców.

Jeżeli kolejne badania potwierdzą przydatność tej metody, możliwe stanie się wcześniejsze wychwycenie ognisk raka jelita grubego i docieranie z badaniami do społeczności, które dziś korzystają z profilaktyki najrzadziej.

Co taka metoda mogłaby zmienić w praktyce

Monitorowanie kanalizacji w poszukiwaniu śladów nowotworów wpisuje się w szerszy trend tzw. epidemiologii środowiskowej. W czasie pandemii COVID-19 ścieki pomagały przewidywać nadchodzące fale zakażeń. W niektórych miejscach używa się ich do szacowania zużycia narkotyków. Dodanie do tego narzędzi onkologicznych otwiera nowe pole działania dla zdrowia publicznego.

Dla systemów ochrony zdrowia oznacza to szansę na lepsze planowanie. Zamiast organizować identyczne programy przesiewowe w całym kraju, można różnicować intensywność akcji. Dzielnice z wyższym sygnałem z kanalizacji mogłyby otrzymywać więcej zaproszeń na badania, więcej punktów kolonoskopii i silniejsze kampanie edukacyjne.

Dla mieszkańców kluczowa jest z kolei kwestia zaufania i prywatności. Badanie ścieków nie pozwala zidentyfikować pojedynczej osoby, bo próbka pochodzi z wielu gospodarstw domowych naraz. System wskazuje jedynie, że w danym obszarze geograficznym zwiększyło się ryzyko choroby. To ogranicza potencjalne napięcia związane z ochroną danych osobowych.

Jak mogłoby to wyglądać w kraju takim jak Polska

Wiele polskich miast posiada rozbudowane oczyszczalnie ścieków oraz sieci kanalizacyjne, które już teraz służą do różnych form pomiarów środowiskowych. W teorii dałoby się do nich dołączyć także analizę biomarkerów raka jelita grubego. Wymagałoby to jednak inwestycji w aparaturę do cyfrowej PCR, wyszkolenia personelu i stworzenia procedur współpracy między laboratoriami a instytucjami zdrowia publicznego.

W praktyce taki system mógłby wspierać istniejące programy bezpłatnych kolonoskopii. Jeśli z danych ze ścieków wynikałoby, że w konkretnej dzielnicy ryzyko rośnie, NFZ mógłby uruchamiać tam dodatkowe akcje i przypomnienia. Samo badanie kanalizacji nie zastąpi indywidualnej diagnostyki, ale może wskazać, gdzie najbardziej się o nią upomnieć.

Warto też pamiętać, że rak jelita grubego rozwija się powoli. Od pierwszych zmian w komórkach do zaawansowanego guza mijają często lata. To daje duże pole manewru – pod warunkiem, że system odpowiednio wcześnie wychwyci sygnał problemu i zmotywuje ludzi do skorzystania z badań.

Ścieki kojarzą się zwykle z czymś, o czym wolelibyśmy nie myśleć. Tymczasem mogą stać się jednym z narzędzi ratowania życia. Aby tak się stało, naukowcy muszą jeszcze sprawdzić, na ile ten sygnał jest powtarzalny i wiarygodny, a decydenci zdrowotni – czy potrafią zamienić go na realne działania: dodatkowe terminy kolonoskopii, wysyłkę testów i lepszą komunikację z mieszkańcami.