Аддуктомия ДНК для исследования колоректального рака (adductomics)

Колоректальный рак (КРР) развивается в результате множественных генетических мутаций, вызывающих трансформацию нормального кишечного эпителия в колоректальную карциному. Генетические мутации могут быть вызваны множеством различных генетических событий, включая химическое повреждение нуклеозидов ДНК. Эти химические модификации связаны как с экзогенными соединениями, поступающими из рациона, окружающей среды и микробиоты кишечника, так и с эндогенными соединениями, образующимися в результате наших собственных метаболических процессов, таких как воспаление и окислительный стресс. Такое генетическое изменение считается начальным событием, ведущим к развитию спорадического CRC. Однако мало кто понимает, какие модификации нуклеозидов ДНК связаны с повышенным риском CRC и их механизм действия. Изучением этих модификаций нуклеозидов ДНК в последние годы занимается новая область исследований, называемая аддуктомией ДНК. В аддуктомии ДНК используются новые усовершенствованные приборы масс-спектрометрии высокого разрешения (HRMS) для идентификации комплексов, которые образуются между токсичными соединениями и ДНК, а именно аддуктов ДНК.

В некоторых исследованиях ранее были идентифицированы аддукты ДНК в CRC с помощью более старой технологии. Тем не менее, нет реальных доказательств того, что аддукты ДНК связаны со спорадическим CRC, наследственным неполипозным колоректальным раком (HNPCC) и другими заболеваниями, такими как семейный аденоматозный полипоз (FAP), который превращается в CRC с риском 95% до достижения возраста. 35. Отсутствие более поздних исследований аддуктомии ДНК на людях в основном связано с отсутствием соответствующих аналитических методов. Для разработки таких методов требуется достаточное количество материала образца, а количество образца в биопсии толстой кишки слишком мало, чтобы его можно было использовать для разработки метода. В этом исследовании эпителиальная ткань толстой кишки, полученная путем резекции толстой кишки во время операции, будет использоваться для разработки более чувствительного метода, который, возможно, позволит анализировать аддукты ДНК из биопсий в будущих исследованиях. Чтобы убедиться, что разработанный метод может дифференцировать уровень ДНК-аддуктов между наследственным КРР, спорадическим КРР и не-КРР, также будут получены материалы от других групп, поступающих в больницу для резекций толстой кишки. Анализируя материалы, полученные методом случай-контроль, мы также могли бы решить, различаются ли некоторые аддукты ДНК в разных случаях CRC или по сравнению с субъектами без рака. Эти знания должны обеспечить предварительную основу для предложения подходов к профилактике и вмешательству для снижения заболеваемости и смертности от CRC.

Однако в исследованиях случай-контроль следует проводить правильный отбор субъектов, гарантируя гендерный и возрастной баланс между контрольной группой и группой CRC. Это будет сложно сделать в первой части настоящего исследования, поскольку 1) существует ограниченная возможность получения резецированной толстой кишки от здоровых людей 2) показатели заболеваемости КРР заметно выше у мужчин, чем у женщин, и 3) разные типы КРР развиваются в разное время. возраст. Также очевидно, что метод, основанный на анализе резекций толстой кишки, имел бы ограниченное применение в профилактической медицине. Решением этих проблем может быть использование соответствующих суррогатных образцов, таких как кровь, фекалии и моча. Действительно, поскольку повреждения ДНК могут быть удалены из генома системой репарации ДНК, они часто выделяются с мочой, фекалиями или кровью. Чтобы узнать, можем ли мы заменить ткани суррогатными образцами, мы изучим, существует ли корреляция между уровнем продукта восстановления ДНК в суррогатных образцах и аддуктами ДНК в тканях толстой кишки. Замена тканей толстой кишки суррогатами или разработка чувствительного метода анализа ДНК из биопсий упростит сбор образцов, что даст возможность в будущем проводить крупные и контролируемые клинические исследования, а также менее инвазивное взятие проб у пациентов. Это может позволить подтвердить причинно-следственную связь между специфическими аддуктами ДНК и CRC, обеспечивая реальный прогресс в подходах к профилактике и вмешательству.

Наконец, после идентификации аддуктов ДНК и продуктов репарации ДНК, возможно связанных с CRC, будет важно определить реальную причину образования аддуктов ДНК. Таким образом, нашей конечной целью является определение того, какие факторы образа жизни, питания или окружающей среды, возможно, связаны с аддуктами ДНК и продуктами восстановления ДНК, идентифицированными в образцах толстой кишки и суррогатных образцах соответственно. С этой целью мы проведем метаболический анализ сыворотки, мочи и фекалий, микробный анализ фекалий и сопоставим его с базовой информацией об образе жизни пациентов о курении, употреблении алкоголя и красном мясе, т.е. факторы, предположительно влияющие на риск заболеваний толстой кишки.

Установление причинно-следственной связи между конкретными ДНК-аддуктами и CRC или другими заболеваниями толстой кишки, а также понимание причин образования ДНК-аддуктов не только даст гораздо более глубокое понимание молекулярных дефектов, но также приведет к прогрессу в подходах к профилактике и вмешательству.