Тема:
ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРА ИЗМЕНЕНИЙ УРОВНЯ МЕТИЛИРОВАНИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ В СОСТАВЕ ЦИРКУЛИРУЮЩИХ ДНК КРОВИ В ОТВЕТ НА ТЕРАПИЮ ПРИ РАКЕ ПРЯМОЙ КИШКИ
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
ℹ️Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
Перечень условных обозначений 4
Введение 5
1 Обзор литературы 7
1.1 Общие сведения о раке кишечника 7
1.2 Эпигенетические изменения 9
1.3 Метилирование ДНК 11
1.4 Внеклеточные ДНК 16
1.5 Метилирование внеклеточных ДНК при РК 18
2 Материалы и методы исследования 22
2.1 Материалы 22
2.2 Методы исследования 23
2.2.1 Взятие образцов крови 23
2.2.2 Приготовление элюатов с поверхности форменных элементов
крови 24
2.2.3 Выделение циркулирующих ДНК из плазмы и элюатов с
клеточной поверхности 24
2.2.4 Бисульфитная обработка ДНК 26
2.2.5 Метил-специфичная полимеразная цепная реакция 28
2.2.5.1 SEPT9 28
2.2.5.2 IKZF1 28
2.2.5.3 MGMT 29
2.2.5.4 LINE-1 30
2.3 Статистическая обработка данных 31
3 Результаты 33
4 Обсуждение 40
Выводы 44
Заключение 45
Список использованной литературы 47
Приложение А 56
ПЕРЕЧЕНЬ
📖 Аннотация
В данной работе проведено исследование характера изменений уровня метилирования ДНК в циркулирующей ДНК (цирДНК) и ДНК, связанной с поверхностью клеток крови (скп-цирДНК), в ответ на неоадъювантную химиотерапию и хирургическое вмешательство у пациентов с раком прямой кишки (РПК). Актуальность исследования обусловлена высокой распространенностью колоректального рака, значительной частотой рецидивов и необходимостью разработки неинвазивных биомаркеров для мониторинга эффективности терапии и раннего выявления прогрессирования. Основные результаты показали, что индекс метилирования (ИМ) ретротранспозонов LINE-1 в скп-цирДНК является высокоинформативным параметром: после химиотерапии наблюдалось его значительное увеличение примерно в 2 раза, а после операции — в 3 раза. При этом скп-цирДНК продемонстрировала более выраженные изменения ИМ по сравнению с общей цирДНК плазмы. Также у части пациентов в процессе лечения выявлены изменения в метилировании промоторов генов SEPT9 и IKZF1. Научная значимость работы заключается в углублении понимания динамики эпигенетических изменений, в частности глобального метилирования LINE-1, в ответ на противоопухолевое лечение. Практическая ценность состоит в перспективе использования ИМ LINE-1 в скп-цирДНК в качестве потенциального жидкостного биомаркера для оценки ответа на терапию и прогнозирования рецидивов. Обзор литературы, включающий работы таких авторов, как Sung et al. (глобальная статистика рака), Schmoll et al. (клинические рекомендации по лечению), Pogribny et al. (эпигенетические изменения при канцерогенезе), подтверждает важность поиска новых молекулярных маркеров для персонализированной онкологии.
📖 Введение
Рак кишечника (РК) занимает третье место по заболеваемости (10%) и второе место по смертности (9,4%) среди онкозаболеваний. Во всем мире за 2020 год было диагностировано 1,9 млн. случаев рака толстой и прямой кишки и 935 тыс. случаев смерти от онкологических заболеваний данной локализации [1, 2]. К 2040 году, по прогнозам ВОЗ, количество случаев рака кишечника возрастет до 3,2 млн., а количество смертей - до 1,6 млн [3]. Несмотря на существующие достижения в раннем выявлении и лечении, ведущие к снижению заболеваемости и смертности, у 30-50% пациентов развиваются рецидивы или метастазы в течение пяти лет лечения [4]. Таким образом, в дополнение к существующим клиническим и патологическим факторам, определяющим прогноз заболевания и выживаемость пациентов, необходимы новые молекулярные маркеры для улучшения персонализированной терапии больных раком прямой кишки и для мониторинга рецидивов.
Известно, что во время инициации и прогрессирования онкогенеза нарушаются нормальные эпигенетические процессы, включая глобальные изменения нормальных паттернов метилирования ДНК [24].
Многочисленные исследования описывают репрессию генов-супрессоров опухолей во время канцерогенеза за счет гиперметилирования ДНК их промоторов. При этом глобальное гипометилирование генома раковых клеток приводит к геномной нестабильности, повторной экспрессии молчащих генов и усилению анеуплоидии [27-29].
Результаты экспериментальных работ показали, что ретротранспозоны LINE-1 приобретают онкогенный потенциал в результате их гипометилирования, а гены SEPT9, IKZF1и MGMTв результате их гиперметилирования, что указывает на их значимость в качестве потенциальных диагностических и прогностических маркеров [27, 29, 38-40, 44, 45, 67-69].
На сегодняшний день отсутствуют данные относительно характера изменения уровня метилирования ретротранспозонов, генов опухолевой супрессии в цирДНК в ответ на противоопухолевое лечение. В связи с этим перспективным является исследование характера изменений уровня метилирования генов опухолевой супрессии и ретротранспозонов в составе цирДНК крови в ответ на терапию при раке прямой кишки.
Цель работы: проведение анализа уровня метилирования последовательностей в составе циркулирующих ДНК у больных раком прямой кишки до и после терапии.
Задачи:
1. Формирование банка циркулирующих ДНК из фракций крови от больных раком прямой кишки (безметастатический и метастатический рак).
2. Выбор аберрантно метилированных генов на основе анализа научной литературы, содержащей сведения об изменении их метилирования в крови больных раком прямой кишки.
3. Отработка протоколов определения уровня метилирования аберрантно метилированных генов в составе циркулирующих ДНК крови больных РК.
4. Исследование изменения уровня метилирования последовательностей в составе циркулирующих ДНК до лечения и в процессе противоопухолевой терапии у больных раком прямой кишки.
✅ Заключение
В данной работе был проведен анализ уровня метилирования LINE-1 в скп-цир ДНК у больных РК на этапах динамического наблюдения (после неоадъювантной химиотерапии и последующего хирургического вмешательства). Также был проведен сравнительный анализ статуса метилирования генов SEPT9, IKZF1и MGMTв цирДНК у больных раком прямой кишки.
Показана значимость увеличения индекса метилирования LINE-1 элементов в скп-цирДНК крови для мониторинга состояния больных раком кишечника после проведенного комбинированного лечения.
Уровень изменений индекса метилирования LINE-1в цирДНК и скп- цирДНК оказались различны: фракция скп-цир ДНК характеризовалась более выраженным снижением ИМ, чем цирДНК плазмы, что подтверждает большую информативность данного маркера.
Выявлена зависимость динамики изменения индекса метилирования (ИМ) от противоопухолевого лечения: после химиотерапии наблюдалось значительное увеличение индекса метилирования, примерно в 2 раза, а после операции - значительное увеличение индекса метилирования в 3 раза. Полученные результаты говорят о перспективности исследования на расширенных выборках больных РК значимости индекса метилирования LINE-1в цирДНК крови для прогноза ответа опухоли на лечение, оценки эффективности терапии и раннего выявления рецидивов.
Было выявлено, что уровень метилирование SEPT9и IKZFlv,скп- цирДНК изменяется в крови у больных раком прямой кишки в процессе лечения у 36% и у 50% пациентов, соответственно. После противоопухолевой терапии концентрация метилированных маркеров в крови снижалась. Данные показатели говорят об перспективности применения данных маркеров для оценки эффективности терапии. В свою очередь ген MGMTне показал какой-либо клинической значимости.