תא ללא DNA Integrity ניתוח בדגימות שתן
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
למרות הנוכחות של מחזורי DNA ללא תא פלזמה או בסרום הוכחה נרחב להיות מקור מתאים של סמנים ביולוגיים עבור סוגים רבים של סרטן, כמה מחקרים התמקדו את הפוטנציאל של השימוש ללא תא שתן (UCF) DNA. החל מ ההשערות כי תאים אפופטוטיים נורמלי לייצר DNA מקוטעת וכי תאים סרטניים לשחרר עוד DNA, את התפקיד הפוטנציאלי של שלמות ה- DNA UCF הוערך כסמן אבחון מוקדם מסוגל להבחין בין חולים עם הערמונית או סרטן שלפוחית השתן אנשים בריאים.
ניתוח שלמות UCF DNA מוצע על הבסיס ארבעה PCRs כמוני בזמן האמת של ארבעה רצפים ארוכים מ -250 נ"ב: c-myc, BCAS1, HER2, ו AR. רצפים כי לעתים קרובות יש מספר עותק דנ"א גדל ב סרטן שלפוחית השתן וסרטן הערמונית נבחרו לניתוח, אבל השיטה היא גמישה, וגנים אלה יוכל להחליף אותו עם גנים אחרים של inteמנוחה. את התועלת הפוטנציאלית של UCF DNA כמקור ביומרקרים כבר הודגמה עבור ממאירויות אורולוגים, ובכך לסלול את הדרך למחקרים נוספים על אפיון DNA UCF. המבחן שלמות ה- DNA UCF יש את היתרון של להיות לא פולשנית, מהירה, וקלה לביצוע, עם רק כמה מיליליטרים של שתן צורך לבצע את הניתוח.
Introduction
תא ללא DNA ניתן לאתר בדם ובשתן בשל מוות של תאים על ידי מנגנונים אפופטוטיים או נמקי. דנ"א נייד ללא בדם נחקר באופן נרחב למטרות אבחון ופרוגנוסטיים במחלות שונות, בעיקר סרטן 1. עם זאת, פחות ידוע על התפקיד ללא תא שתן (UCF) DNA. UCF DNA עשויה מהקורן חולף דם דרך מערכת סינון גלומרולרי או מתאי שמגיעים ישירות במגע עם נוזל 2 הגוף הזה (למשל, תאי urothelial או תאי ערמונית). שימוש DNA UCF כמקור ביומרקרים נחקר בעיקר לאבחון המוקדם של כליות, שלפוחית שתן, סרטן הערמונית בשל האחוז הגבוה של DNA UCF מגיע ישירות מתאי בדרך שתן 3,4.
מעט מאוד ידוע על DNA UCF ואת השיטות הטובות ביותר לבידוד ואפיון זה. בהינתן ההשערה כי תאים סרטניים לשחרר קטעי דנ"א עוד יותר מתאים רגילים, ההערכהשל שלמות ה- DNA בתא ללא נחקרה בניסיון להבהיר את מקור ה- DNA במחזור הדם 5. מספר מחקרים הוכיחו כי שלמות ה- DNA ללא תא דם מייצג בדיקת אבחון טוב עבור סוגים רבים של סרטן 6, ואותו ההשערה הוצעה ביחס שתן 7-9.
מאמר זה מתאר שיטה חדשה לניתוח שלמות UCF DNA עם יישום פוטנציאל לגילוי סרטן שלפוחית השתן וסרטן הערמונית. בפרט, על שלמות ה- DNA UCF שבר יותר מ -250 נ"ב נבדקה 4 אזורים ידועים כבעל מספר עותק דנ"א מוגבר בגידולים מוצקים, כולל ערמונית וסרטן שלפוחית השתן: c-myc (8q24.21), HER2 (17q12.1 ), BCAS1 (20q13.2), AR (Xq12) 10-14. אונקוגנים ספציפיים, ולא רצפים אקראיים, נבחרו כדי להגדיל את ההסתברות למציאת אותם בשבריר תא ללא של חולי סרטן. אחד היתרונות העיקריים שלשיטה זו היא כי היא גמישה וכי באזורים אחרים יכולים גם להיבחר על בסיס סוג גידול ומאפיין.
Protocol
Representative Results
Discussion
ניתוח דנ"א שלמות UCF הוא שיטה חדשה, לא פולשנית להערכת שלמות ה- DNA בשתן. הוצע לאחרונה לאבחון המוקדם של סרטן שלפוחית השתן וסרטן הערמונית 9 7,8. מספר יתרונות וחסרונות של הבדיקה התקינה DNA UCF נדונים כאן, יחד עם הזדמנות עתידית.
ה…
Disclosures
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 |
References
- Francis, G., Stein, S. Circulating Cell-Free Tumour DNA in the Management of Cancer. Int.J.Mol.Sci. 16 (6), 14122-14142 (2015).
- Bryzgunova, O. E., Laktionov, P. P. Extracellular Nucleic Acids in Urine: Sources, Structure, Diagnostic Potential. Acta Naturae. 7 (3), 48-54 (2015).
- 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).
- Togneri, F. S., et al. Genomic complexity of urothelial bladder cancer revealed in urinary cfDNA. Eur.J.Hum.Genet. , (2016).
- Zonta, E., Nizard, P., Taly, V. Assessment of DNA Integrity, Applications for Cancer Research. Adv.Clin.Chem. 70, 197-246 (2015).
- 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).
- Salvi, S., et al. Urine Cell-Free DNA Integrity Analysis for Early Detection of Prostate Cancer Patients. Dis.Markers. 2015, 574120 (2015).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
