Objev a validace biomarkeru methylace plazmové DNA pro detekci rakoviny žaludku

Navzdory výrazně klesajícímu výskytu v posledních desetiletích se v roce 2012 odhaduje výskyt téměř jednoho milionu nových případů rakoviny žaludku, což z ní činí pátou nejčastější malignitu na světě po rakovině plic, prsu, kolorektálního karcinomu a prostaty. Více než 70 % případů (677 000 případů) se vyskytuje v rozvojových zemích a polovina se vyskytuje ve východní Asii (hlavně v Číně). Přestože je Severní Amerika považována za region s nízkým rizikem, v USA je každý rok diagnostikováno 22 000 případů. Pětileté přežití v letech 2005-2011 v USA bylo méně než 30 %, protože rakovina žaludku je v časných stádiích obecně asymptomatická a v době diagnózy často metastázuje. Naproti tomu míra pětiletého přežití je téměř 70 % v Jižní Koreji a Japonsku, kde byly zavedeny programy hromadného screeningu a velká část rakoviny žaludku je detekována v raných stádiích. Endoskopie UGI byla považována za zlatý standard pro diagnostiku rakoviny žaludku, ale hromadný screening založený na endoskopii nemusí být proveditelný v relativně nízkorizikových nebo méně rozvinutých oblastech. Proto je identifikace biomarkerů pro rané stadium onemocnění zásadní pro vývoj účinných screeningových strategií. S nedávným pokrokem v rakovinové genetice a testovacích technologiích je nyní vhodná doba k objevení minimálně invazivních, specifických a nákladově efektivních biomarkerů.

Překvapivým objevem z rozsáhlých projektů genomu rakoviny, jako je TCGA, byla obrovská variace v mutačních vzorcích jak napříč, tak v rámci jednotlivých typů nádorů. Dokonce i nejčastěji mutované geny byly typicky změněny v méně než polovině případů dané rakoviny. Dva nejčastěji mutované řídící geny u rakoviny žaludku, TP53 (nádorový protein p53) a ARID1A (interaktivní doména 1A bohatá na AT), byly mutovány pouze ve 44 % a 17 % případů. Míra mutací pro zbývající geny řidiče rakoviny žaludku byla ještě nižší. Důležité je, že mutace těchto genů se často šíří napříč několika exony, což komplikuje detekci variace sekvence založené na DNA, protože k dosažení adekvátní citlivosti a síly bude zapotřebí velké množství vzorků a rozsáhlé genotypování. Naproti tomu methylace DNA, což je chemická modifikace dinukleotidů CpG, která nemění sekvenci párů bází, generuje robustnější signál ve srovnání s genetickými změnami. Například methylace v promotoru Stratifin byla nalezena u 96 % (24/25) karcinomů prsu, 83 % (15/18) duktálního karcinomu in situ a 38 % (3/8) benigních atypických hyperplazií. chybí v prsní tkáni u zdravých jedinců, což naznačuje, že metylační stav tohoto lokusu je časnou událostí rakoviny prsu, která by mohla sloužit jako biomarker rakoviny prsu. Aberantní metylace DNA nastává v rané fázi karcinogeneze a přispívá k rozvoji a progresi. Zejména komplexní molekulární charakterizace 295 primárních karcinomů žaludku v TCGA klasifikovala nádory do čtyř molekulárních podtypů. Všechny čtyři typy vykazovaly hypermethylaci DNA v různé míře, přičemž jeden typ byl silněji methylován než jakákoli jiná skupina nádorů dříve analyzovaná v TCGA. Kromě toho další studie také naznačují, že aberantní metylace může být spojena s různými premaligními stavy, jako je infekce Helicobacter pylori, těžká gastritida, střevní metaplazie a dysplazie, což naznačuje roli pro efekt epigenetického pole, který může odrážet nejranější kroky v neoplastické transformaci. žaludku. Důležité je, že hypermethylaci lze detekovat v cirkulující bezbuněčné DNA (cfDNA), o které se předpokládá, že pochází z preneoplastických nebo nádorových tkání. U různých typů rakoviny probíhají snahy objevit krevní markery metylace DNA. Konkrétně plazmatická metylovaná DNA SEPT9 byla hodnocena z hlediska detekce kolorektálního karcinomu a komerční krevní test pro tuto skutečnost je předmětem přezkumu pro schválení americkým Úřadem pro kontrolu potravin a léčiv.