DNA-adduktomiikka paksusuolensyövän tutkimukseen (adductomics)

Kolorektaalisyöpä (CRC) kehittyy useiden geneettisten mutaatioiden seurauksena, jotka aiheuttavat normaalin suoliston epiteelin muuttumisen paksusuolensyöväksi. Geneettiset mutaatiot voivat johtua monista erilaisista geneettisistä tapahtumista, mukaan lukien DNA-nukleosidien kemialliset vauriot. Nämä kemialliset modifikaatiot johtuvat sekä eksogeenisista yhdisteistä, jotka tulevat ruokavaliosta, ympäristöstä ja suoliston mikrobiotosta, tai endogeenisista yhdisteistä, jotka ovat tuottaneet omien aineenvaihduntaprosessiemme, kuten tulehduksen ja oksidatiivisen stressin. Tällaisen geneettisen muutoksen uskotaan olevan alkutapahtuma, joka johtaa satunnaisen CRC:n kehittymiseen. On kuitenkin vain vähän ymmärrystä siitä, mitkä DNA-nukleosidimodifikaatiot liittyvät lisääntyneeseen CRC-riskiin ja niiden vaikutusmekanismiin. Näiden DNA-nukleosidimodifikaatioiden tutkimusta on viime vuosina käsitelty uudella tutkimusalalla, nimeltään DNA-adduktomiikka. DNA-adduktomiikka käyttää uusia edistyksellisiä korkearesoluutioisia massaspektrometria-laitteita (HRMS) tunnistamaan myrkyllisten yhdisteiden ja DNA:n välille muodostuvia komplekseja, nimittäin DNA-addukteja.

Joissakin tutkimuksissa on aiemmin tunnistettu DNA-addukteja CRC:ssä vanhemmalla tekniikalla. Ei kuitenkaan ole todellista näyttöä siitä, että DNA-adduktit liittyvät satunnaiseen CRC:hen, perinnölliseen ei-polypoosiseen kolorektaalisyöpään (HNPCC) ja muihin sairauksiin, kuten familiaaliseen adenomatoottiseen polypoosiin (FAP), joka muuttuu CRC:ksi 95 %:n riskillä ennen ikää. 35. Uusimpien ihmisillä tehtyjen DNA-adduktomiikkatutkimusten puute johtuu pääasiassa sopivien analyyttisten menetelmien puutteesta. Tällaisten menetelmien kehittäminen vaatii riittävästi näytemateriaalia ja paksusuolen biopsian näytemäärä on liian pieni käytettäväksi menetelmän kehittämiseen. Tässä tutkimuksessa paksusuolen epiteelikudosta, joka on saatu paksusuolen resektiolla leikkauksen aikana, käytetään herkemmän menetelmän kehittämiseen, mikä mahdollisesti mahdollistaa DNA-adduktianalyysin biopsioista tulevissa tutkimuksissa. Sen varmistamiseksi, että kehitetyllä menetelmällä voidaan erottaa DNA-adduktien taso perinnöllisen CRC:n, satunnaisen CRC:n ja ei-CRC-potilaiden välillä, hankitaan materiaalia myös muista ryhmistä, jotka tulevat sairaalaan paksusuolen resektioon. Analysoimalla saatuja materiaaleja tapauskontrollilla voisimme myös pystyä ratkaisemaan, eroavatko jotkin DNA-adduktit eri CRC-tapauksista tai verrattuna syövistä vapaisiin koehenkilöihin. Tämän tiedon pitäisi muodostaa alustava perusta ennaltaehkäisy- ja interventiomenetelmien ehdottamiselle CRC:n aiheuttaman sairastuvuuden ja kuolleisuuden vähentämiseksi.

Tapaus-verrokkitutkimuksissa tulisi kuitenkin suorittaa asianmukainen koehenkilöiden valinta varmistamalla sukupuolen ja iän välinen tasapaino kontrolliryhmän ja CRC-ryhmän välillä. Tämä tulee olemaan vaikeaa tämän tutkimuksen ensimmäisessä osassa, koska 1) on rajoitettu mahdollisuus saada resektoitu paksusuolen terveiltä koehenkilöiltä 2) CRC:n ilmaantuvuus on huomattavasti korkeampi miehillä kuin naisilla ja 3) erityyppiset CRC:t kehittyvät eri aikaan. iät. On myös selvää, että menetelmällä, joka perustuu paksusuolen resektioiden analyyseihin, olisi rajoitettu käyttömahdollisuus ehkäisevässä lääketieteessä. Ratkaisu näihin ongelmiin voi olla sopivien sijaisnäytteiden, kuten veren, ulosteen ja virtsan, käyttö. Itse asiassa, koska DNA-vauriot voidaan poistaa genomista DNA-korjausjärjestelmällä, ne erittyvät usein virtsaan, ulosteisiin tai vereen. Saadaksemme tietää, voidaanko kudoksia korvata korvikenäytteillä, tutkimme, onko korrelaationäytteissä olevien DNA-korjaustuotteiden ja paksusuolen kudosten DNA-adduktien välillä korrelaatiota. Paksusuolen kudosten korvaaminen korvikeilla tai herkän menetelmän kehittäminen biopsioiden DNA-analyysiin mahdollistaisi näytteiden keräämisen helpommin, mikä mahdollistaisi tulevaisuudessa laajojen ja kontrolloitujen kliinisten tutkimusten tekemisen sekä vähemmän invasiivisen näytteenoton potilailta. Tämä voisi mahdollistaa syy-yhteyden vahvistamisen tiettyjen DNA-adduktien ja CRC:n välillä, mikä tarjoaa todellista edistystä ennaltaehkäisy- ja interventiomenetelmissä.

Lopuksi, CRC:hen mahdollisesti liittyvien DNA-adduktien ja DNA-korjaustuotteiden tunnistamisen jälkeen on tärkeää tunnistaa DNA-adduktien muodostumisen todellinen syy. Lopullinen tavoitteemme on siis tunnistaa, mitkä elämäntapa-, ruokavalio- tai ympäristötekijät mahdollisesti liittyvät paksusuolen- ja korvikenäytteissä tunnistettuihin DNA-addukteihin ja DNA-korjaustuotteisiin. Tätä tarkoitusta varten teemme seerumin, virtsan ja ulosteen aineenvaihduntaprofiloinnin, ulosteiden mikrobiprofiloinnin ja korreloimme sen perustietoihin potilaan elämäntavoista tupakoinnin, alkoholin ja punaisen lihan nauttimisen suhteen, mm. tekijät, joiden epäillään vaikuttavan paksusuolen sairauksien riskiin.

Syy-yhteyden määrittäminen spesifisten DNA-adduktien ja CRC:n tai muiden paksusuolen sairauksien välille ja DNA-adduktien muodostumisen syiden ymmärtäminen ei ainoastaan ​​anna paljon rikkaampia näkemyksiä molekyylivirheistä, vaan johtaa myös ennaltaehkäisy- ja interventiolähestymistapojen edistymiseen.