Summary

Zellfreie DNA-Integritätsanalyse in Urinproben

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

Obwohl die Anwesenheit zellfreie DNA in Plasma oder Serum von Zirkulieren einer geeigneten Quelle von Biomarkern für viele Krebsarten haben nur wenige Studien konzentrierten sich auf die mögliche Verwendung von zellfreien Urin (UCF) DNA weithin erwiesen hat. Ausgehend von den Hypothesen, die normale apoptotische Zellen produzieren stark fragmentierten DNA und dass Krebszellen schütten mehr DNA, die mögliche Rolle der UCF DNA-Integrität wurde als eine frühe Diagnosemarker ausgewertet Lage, die Unterscheidung zwischen Patienten mit Prostata- oder Blasenkrebs und gesunden Personen.

C-MYC, BCAS1, HER2 und AR: A UCF DNA Integritätsanalyse wird auf der Grundlage von vier quantitative Echtzeit – PCR – Reaktionen von vier Sequenzen , die länger als 250 bp vorgeschlagen. Sequenzen, die häufig eine erhöhte DNA-Kopienzahl in der Blase und Prostata-Krebsarten wurden für die Analyse ausgewählt, aber das Verfahren ist flexibel, und diese Gene können mit anderen Genen von inte substituiert seinsich ausruhen. Die potentielle Nützlichkeit von UCF DNA als Quelle von Biomarkern bereits für urologische Malignitäten nachgewiesen und damit den Weg geebnet für weitere Untersuchungen auf UCF DNA Charakterisierung. Die UCF DNA-Integritätstest hat den Vorteil, dass sie nicht-invasive, schnelle und einfach durchzuführen, mit nur wenigen Milliliter Urin benötigt, um die Analyse durchzuführen.

Introduction

Zellfreie DNA kann in Blut und Urin aufgrund von Zelltod durch apoptotische oder nekrotische Mechanismen nachgewiesen werden. Zellfreie DNA in Blut wurde für diagnostische und prognostische Zwecke in verschiedenen Krankheiten intensiv untersucht, insbesondere Krebs 1. Jedoch weniger ist über die Rolle der Harn- zellfreien (UCF) DNA bekannt. UCF DNA kann aus dem Blut , das durch die glomeruläre Filtrationssystems oder aus Zellen stammen , die mit diesem Körperflüssigkeit 2 (beispielsweise Urothelzellen oder Prostatazellen) direkt in Kontakt kommen. Die Verwendung von UCF DNA als Quelle von Biomarkern ist für die Frühdiagnose von Nieren-, Blasen- und Prostatakrebs durch den hohen Anteil der UCF DNA , das direkt von der Harnwege Zellen untersucht 3,4 hauptsächlich worden.

Wenig ist bekannt über UCF-DNA und die besten Methoden zur Isolierung und Charakterisierung von ihm. Angesichts der Hypothese, dass die Tumorzellen freizusetzen längere DNA-Fragmente als normale Zellen, die Auswertungsder zellfreien DNA – Integrität wurde in einem Versuch untersucht, 5 den Ursprung der DNA in den Blutkreislauf zu erläutern. Einige Studien haben gezeigt , daß zellfreie DNA Integrität im Blut einen guten diagnostischen Test für viele Krebsarten darstellt 6, und die gleiche Hypothese in bezug auf Urin 7-9 vorgeschlagen.

Dieses Dokument beschreibt ein neues Verfahren zur UCF DNA Integritätsanalyse mit einer potentiellen Anwendung auf Blasen- und Prostatakrebserkennung. Insbesondere wurde die Integrität der UCF DNA – Fragmente mehr als 250 bp in 4 Regionen getestet bekannt , eine erhöhte DNA – Kopienzahl in soliden Tumoren, einschließlich Prostata- und Blasenkrebs: c-MYC (8q24.21), HER2 (17q12.1 ), BCAS1 (20q13.2) und AR (Xq12) 14.10. Spezifische Onkogene, anstatt Zufallssequenzen wurden gewählt, um die Wahrscheinlichkeit, sie in der zellfreie Fraktion von Krebspatienten zu erhöhen. Einer der wichtigsten Vorteile derdieses Verfahren ist, dass es flexibel ist und dass andere Bereiche können auch auf der Grundlage der Tumorart und Eigenschaften gewählt werden.

Protocol

Das Protokoll folgt den Richtlinien des IRST Human Research Ethics Committee. HINWEIS: In diesem Protokoll isolierten wir DNA aus Urinproben eine Integritätsanalyse UCF DNA durchzuführen. LNCaP und MRC-Zelllinien wurden verwendet Standards zu konstruieren. Techniken wie DNA – Extraktion, DNA – Quantifizierung (Spektralphotometer und real-time PCR für das Kontroll – Gen, STOX1) und Echtzeit – PCR für spezifische Onkogene wurden durchgeführt (Abbildung 1). <p class="j…

Representative Results

Die gesamte freie DNA-Konzentration war quantifizierbare spektrophotometrisch für alle Proben analysiert, wobei eine Reihe von zwischen 1,51 und 138 ng / & mgr; l zeigt. Fünf Kontrollproben wurden für die Reproduzierbarkeit der Daten verwendet: zwei unabhängige Echtzeit – Experimente durchgeführt wurden , für c-MYC, HER2, BCAS1, AR, und STOX1. Die Variationskoeffizienten (CV) wurden dann für jedes Gen (Tabelle 2) be…

Discussion

UCF DNA Integritätsanalyse ist eine neue, nicht-invasive Methode zur Beurteilung DNA Integrität im Urin. Es wurde für die Frühdiagnose von Blasen 9 und Prostatakrebs 7,8 kürzlich vorgeschlagen. Eine Reihe von Vor- und Nachteilen der UCF DNA-Integritätstest werden hier diskutiert, zusammen mit Zukunftsperspektiven.

Der Hauptvorteil dieses Ansatzes ist, daß es eine kostengünstige, nicht-invasive Methode bietet und ein einfaches Protokoll Urin als potentielle Quell…

Divulgazioni

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

Riferimenti

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Citazione di questo articolo
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).

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