Summary

Cell-gratuit Analyse d'intégrité de l'ADN dans des échantillons d'urine

Published: January 05, 2017
doi:

Summary

A method for analyzing DNA integrity in the cell-free supernatant fraction of urine samples is proposed. The method is suitable for early detection of urological malignancies and has proven accurate for the early diagnosis of bladder cancer.

Abstract

Bien que la présence de l'ADN circulant exempt de cellules dans le plasma ou le sérum a été largement démontré être une source appropriée de biomarqueurs pour de nombreux types de cancer, peu d'études se sont concentrées sur l'utilisation potentielle de (ICU) un ADN acellulaire de l'urine. En partant de l'hypothèse que les cellules apoptotiques normaux produisent de l'ADN très fragmentée et que les cellules cancéreuses relargage plus de l'ADN, le rôle potentiel de l'intégrité de l'ADN ICU a été évaluée en tant que marqueur de diagnostic précoce capable de distinguer entre les patients atteints de la prostate ou le cancer de la vessie et les individus sains.

Une analyse de l' intégrité UCF ADN est proposée sur la base de quatre PCR quantitative en temps réel de quatre séquences de plus de 250 pb: c-MYC, BCAS1, HER2 et AR. Des séquences qui ont fréquemment une augmentation du nombre de copies d'ADN dans les cancers de la vessie et de la prostate ont été choisies pour l'analyse, mais le procédé est flexible, et ces gènes peuvent être substitués par d'autres gènes d'intele repos. L'utilité potentielle de UCF ADN comme une source de biomarqueurs a déjà été démontrée pour les tumeurs malignes urologiques, ouvrant ainsi la voie à d'autres études sur la caractérisation UCF ADN. Le test d'intégrité de l'ADN UCF a l'avantage d'être non-invasive, rapide et facile à réaliser, avec seulement quelques millilitres d'urine nécessaires pour effectuer l'analyse.

Introduction

acellulaire d'ADN peut être détectée dans le sang et l'urine en raison de la mort cellulaire par des mécanismes apoptotiques ou nécrotiques. ADN acellulaire du sang a été largement étudiée à des fins diagnostiques et pronostiques dans diverses maladies, notamment le cancer 1. Cependant, on connaît moins le rôle de (UCF) ADN libre-cellulaire urinaire. UCF ADN peut provenir de passage du sang à travers le système de filtration glomérulaire ou de cellules qui entrent directement en contact avec ce fluide corporel 2 (par exemple, des cellules urothéliales et des cellules de la prostate). L'utilisation d'ADN ICU comme source de marqueurs biologiques a été étudiée principalement pour le diagnostic précoce du rein, de la vessie et le cancer de la prostate en raison du pourcentage élevé de l' ICU ADN provenant directement à partir de cellules des voies urinaires 3,4.

On connaît peu UCF l'ADN et les meilleures méthodes pour isoler et caractériser. Compte tenu de l'hypothèse selon laquelle les cellules tumorales libèrent des fragments d'ADN plus longs que les cellules normales, l'évaluationl'intégrité de l' ADN acellulaire a été étudiée dans le but d'élucider l'origine de l' ADN dans la circulation sanguine 5. Certaines études ont démontré que l' intégrité de l' ADN acellulaire du sang représente un bon test de diagnostic pour plusieurs types de cancer 6, et la même hypothèse a été proposée par rapport à l' urine 7-9.

Cet article décrit une nouvelle méthode pour l'analyse de l'intégrité UCF ADN avec une application potentielle à la détection de la vessie et de la prostate. En particulier, l'intégrité de l' ICU fragments d' ADN de plus de 250 pb a été testé en 4 régions connues pour avoir un nombre accru de copies d'ADN dans des tumeurs solides, y compris de la prostate et le cancer de la vessie: c-myc (8q24.21), HER2 (17q12.1 ), BCAS1 (20q13.2) et AR (Xq12) 10-14. oncogènes spécifiques, plutôt que des séquences aléatoires, ont été choisis pour augmenter la probabilité de les trouver dans la fraction exempte de cellules de patients atteints de cancer. L'un des principaux avantages dece procédé est qu'il est flexible et que d'autres régions peuvent également être sélectionnés sur la base du type de tumeur et ses caractéristiques.

Protocol

Le protocole suit les directives du Comité d'éthique de la recherche humaine IRST. NOTE: Dans ce protocole, nous avons isolé l'ADN à partir d'échantillons d'urine pour effectuer une analyse de l'intégrité UCF ADN. LNCaP et de cellules MRC lignes ont été utilisées pour construire des normes. Des techniques telles que l' extraction d'ADN, quantification de l' ADN (spectrophotomètre et PCR en temps réel pour le gène de contrôle, STOX1), et la PCR en…

Representative Results

La concentration totale d'ADN libre était quantifiable par spectrophotométrie pour tous les échantillons analysés, montrant une plage comprise entre 1,51 et 138 ng / ul. Cinq échantillons témoins ont été utilisés pour la reproductibilité des données: deux expériences en temps réel indépendantes ont été effectuées pour c-myc, HER2, BCAS1, AR, et STOX1. Les coefficients de variation (CV) ont été ensuite calculées pour cha…

Discussion

UCF analyse de l'intégrité de l'ADN est une nouvelle méthode non invasive pour l'évaluation de l'intégrité de l'ADN dans l'urine. Il a été récemment proposé pour le diagnostic précoce de la vessie et de la prostate 9 cancers 7,8. Un certain nombre d'avantages et inconvénients du test d'intégrité UCF ADN sont discutés ici, ainsi que les perspectives d'avenir.

Le principal avantage de cette approche est qu'elle offre …

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

The authors thank Gráinne Tierney and Silvia Bellissimo for their editorial assistance.

Materials

QIAamp DNA Mini Kit
 
Qiagen 51304
iQ SYBR Green Supermix, 100 x 50 µl rxns, 2.5 ml (2 x 1.25 ml) Biorad 1708880
IDT custom DNA oligos  IDT  HPLC purification, 100nMole DNA oligo
NanoDrop 1000 Spectrophotometer Thermo Scientific Other spectrophotometric methods could also be used to quantify DNA
Rotor-Gene 6000 Corbett Another Real Time PCR instrument could also be used
microcentrifuge
one centrifuge for 50 ml tubes
incubator
 -80°C freezer
-20°C freezer
10 ul pipette
20 ul pipette
200 ul pipette
1000 ul pipette
pipette tips (10;20;200;1000)
1,5 ml tubes
50ml tubes
15 ml tubes
Rotor-Disc 72 Rotor Corbett  9018899
Strip Tubes and Caps, 0.1 ml (250) Qiagen 981103
Collection Tubes (2 ml) Qiagen 19201
Buffer AL (264 ml) Qiagen 19075
Proteinase K (10ml) Qiagen 19133

Referenzen

  1. Francis, G., Stein, S. Circulating Cell-Free Tumour DNA in the Management of Cancer. Int.J.Mol.Sci. 16 (6), 14122-14142 (2015).
  2. Bryzgunova, O. E., Laktionov, P. P. Extracellular Nucleic Acids in Urine: Sources, Structure, Diagnostic Potential. Acta Naturae. 7 (3), 48-54 (2015).
  3. Szarvas, T., et al. Deletion analysis of tumor and urinary DNA to detect bladder cancer: urine supernatant versus urine sediment. Oncol.Rep. 18 (2), 405-409 (2007).
  4. Togneri, F. S., et al. Genomic complexity of urothelial bladder cancer revealed in urinary cfDNA. Eur.J.Hum.Genet. , (2016).
  5. Zonta, E., Nizard, P., Taly, V. Assessment of DNA Integrity, Applications for Cancer Research. Adv.Clin.Chem. 70, 197-246 (2015).
  6. Hao, T. B., et al. Circulating cell-free DNA in serum as a biomarker for diagnosis and prognostic prediction of colorectal cancer. Br.J.Cancer. 111 (8), 1482-1489 (2014).
  7. Salvi, S., et al. Urine Cell-Free DNA Integrity Analysis for Early Detection of Prostate Cancer Patients. Dis.Markers. 2015, 574120 (2015).
  8. Casadio, V., et al. Urine cell-free DNA integrity as a marker for early prostate cancer diagnosis: a pilot study. Biomed.Res.Int. 2013, 270457 (2013).
  9. Casadio, V., et al. Urine cell-free DNA integrity as a marker for early bladder cancer diagnosis: preliminary data. Urol.Oncol. 31 (8), 1744-1750 (2013).
  10. Salvi, S., et al. Circulating cell-free AR and CYP17A1 copy number variations may associate with outcome of metastatic castration-resistant prostate cancer patients treated with abiraterone. Br.J.Cancer. 112 (10), 1717-1724 (2015).
  11. Ishkanian, A. S., et al. High-resolution array CGH identifies novel regions of genomic alteration in intermediate-risk prostate cancer. Prostate. 69 (10), 1091-1100 (2009).
  12. Oxley, J. D., Winkler, M. H., Gillatt, D. A., Peat, D. S. Her-2/neu oncogene amplification in clinically localised prostate cancer. J.Clin.Patho. 55 (2), 118-120 (2002).
  13. Nord, H., et al. Focal amplifications are associated with high grade and recurrences in stage Ta bladder carcinoma. Int.J.Cancer. 126 (6), 1390-1402 (2010).
  14. Tabach, Y., et al. Amplification of the 20q chromosomal arm occurs early in tumorigenic transformation and may initiate cancer. PLoS One. 6 (1), e14632 (2011).

Play Video

Diesen Artikel zitieren
Casadio, V., Salvi, S., Martignano, F., Gunelli, R., Ravaioli, S., Calistri, D. Cell-Free DNA Integrity Analysis in Urine Samples. J. Vis. Exp. (119), e55049, doi:10.3791/55049 (2017).

View Video