Plasma-DNA-metylaatiobiomarkkerin löytäminen ja validointi mahasyövän havaitsemiseksi

Huolimatta viime vuosikymmeninä tapahtuneesta ilmaantuvuuden huomattavasta laskusta, vuonna 2012 arvioitiin lähes miljoona uutta mahasyöpätapausta, mikä tekee siitä viidenneksi yleisimmän pahanlaatuisuuden maailmassa keuhkosyövän, rinta-, paksusuolen- ja eturauhassyövän jälkeen. Yli 70 prosenttia tapauksista (677 000 tapausta) esiintyy kehitysmaissa ja puolet Itä-Aasiassa (pääasiassa Kiinassa). Vaikka Pohjois-Amerikan katsotaan olevan matalariskinen alue, Yhdysvalloissa diagnosoidaan vuosittain 22 000 tapausta. Viiden vuoden eloonjäämisaste vuosina 2005-2011 oli Yhdysvalloissa alle 30 %, koska mahasyöpä on yleensä oireeton alkuvaiheessa ja on usein metastasoitunut diagnoosihetkellä. Sitä vastoin viiden vuoden eloonjäämisaste on lähes 70 prosenttia Etelä-Koreassa ja Japanissa, joissa on toteutettu joukkoseulontaohjelmia ja suuri osa mahasyövistä havaitaan varhaisessa vaiheessa. UGI-endoskopiaa on pidetty kultaisena standardina mahasyövän diagnosoinnissa, mutta endoskopiaan perustuva massaseulonta ei ehkä ole mahdollista suhteellisen alhaisen riskin tai vähemmän kehittyneillä alueilla. Siksi varhaisen vaiheen taudin biomarkkerien tunnistaminen on ratkaisevan tärkeää tehokkaiden seulontastrategioiden kehittämisessä. Syövän genetiikan ja määritystekniikoiden viimeaikaisten edistysten ansiosta tämä on oikea aika löytää minimaalisesti invasiivisia, spesifisiä ja kustannustehokkaita biomarkkereita.

Yllättävä löytö laajamittaisista syöpägenomiprojekteista, kuten TCGA:sta, oli valtava vaihtelu mutaatiokuvioissa sekä yksittäisten kasvaintyyppien välillä että niiden sisällä. Jopa yleisimmin mutatoidut geenit muuttuivat tyypillisesti alle puolessa tietyn syövän tapauksista. Kaksi yleisimmin mutatoitunutta kuljettajageeniä mahasyövässä, TP53 (kasvainproteiini p53) ja ARID1A (AT-rikas interaktiivinen domeeni 1A), mutatoituivat vain 44 %:ssa ja 17 %:ssa tapauksista. Jäljellä olevien mahasyöpää ohjaavien geenien mutaatioluvut olivat vielä alhaisemmat. Tärkeää on, että näiden geenien mutaatiot ovat usein hajallaan useiden eksonien kesken, mikä vaikeuttaa DNA-pohjaisen sekvenssivariaation havaitsemista, koska riittävän herkkyyden ja tehon saavuttamiseksi tarvitaan suuri määrä näytteitä ja laaja genotyypitys. Sitä vastoin DNA-metylaatio, joka on CpG-dinukleotidien kemiallinen modifikaatio, joka ei muuta emäsparisekvenssiä, tuottaa vahvemman signaalin verrattuna geneettisiin muutoksiin. Esimerkiksi metylaatiota Stratifin-promoottorissa havaittiin 96 %:ssa (24/25) rintasyövistä, 83 %:ssa (15/18) duktaalisyövistä in situ ja 38 %:ssa (3/8) hyvänlaatuisista epätyypillisistä hyperplasioista, mutta puuttuu terveiden yksilöiden rintakudoksesta, mikä viittaa siihen, että tämän lokuksen metylaatiostatus on rintasyövän varhainen tapahtuma, joka voisi toimia rintasyövän biomarkkerina. Poikkeava DNA-metylaatio tapahtuu karsinogeneesin varhaisessa vaiheessa ja edistää kehitystä ja etenemistä. Erityisesti TCGA:ssa 295 primaarisen mahasyövän kattava molekulaarinen karakterisointi luokitteli kasvaimet neljään molekyylialatyyppiin. Kaikki neljä tyyppiä osoittivat DNA:n hypermetylaatiota eriasteisesti, ja yksi tyyppi oli voimakkaammin metyloitunut kuin mikään muu aiemmin TCGA:ssa analysoitu kasvainryhmä. Lisäksi muut tutkimukset ovat myös ehdottaneet, että poikkeava metylaatio voi liittyä erilaisiin pahanlaatuisia edeltäviin tiloihin, kuten helikobakteeri-infektioon, vakavaan gastriittiin, suoliston metaplasiaan ja dysplasiaan, mikä viittaa epigeneettisen kentän vaikutukseen, joka saattaa heijastaa neoplastisen transformaation varhaisimpia vaiheita. vatsasta. Tärkeää on, että hypermetylaatio voidaan havaita kiertävässä soluvapaassa DNA:ssa (cfDNA), jonka uskotaan olevan peräisin preneoplastisista tai kasvainkudoksista. Veripohjaisia ​​DNA-metylaatiomarkkereita yritetään löytää erityyppisistä syövistä. Erityisesti plasman metyloitua SEPT9-DNA:ta on arvioitu paksusuolen syövän havaitsemiseksi, ja kaupallinen veritesti tätä varten on tarkistettavana Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkeviraston hyväksyntää varten.