Метилирование генов микроРНК маркирует рак молочной железы на ранних стадиях

Российские ученые нашли группу генов микроРНК, метилирование которых связано с I и II клиническими стадиями рака молочной железы. На их основе они разработали две диагностические платформы для раннего выявления этого заболевания.

Credit:
CI Photos | Shutterstock.com

Проблема раннего выявления рака молочной железы, одного из самых распространенных, остается актуальной. Специалисты исследуют перспективы использования микроРНК как маркеров для диагностики, прогноза лечения и оценки ответа на терапию. Как показали эпигеномные исследования, в раковой опухоли, в том числе молочной железы, отмечается повышенный уровень метилирования регуляторных областей генов, кодирующих микроРНК. Метилирование изменяет активность генов и, по-видимому, играет роль в патогенезе рака.

Российские ученые определили гены микроРНК, которые были метилированы в опухоли молочной железы, но не в здоровой ткани, и разработали две диагностические платформы для выявления рака на ранних стадиях. Эта работа выполнена специалистами НИИ общей патологии и патофизиологии, Медико-генетического научного центра, НМИЦ онкологии и Института общей генетики РАН.

Исследовали образцы ткани 70 пациенток с раком молочной железы, из них 46 находились на начальных (I и II) клинических стадиях заболевания. В качестве контроля использовали образцы ткани молочной железы 17 женщин, умерших от неонкологических заболеваний (условно, доноров). Для оценки метилирования генов микроРНК проводили метилспецифичную ПЦР. На выборке из 70 парных образцов ткани обнаружили 14 генов, которые в образцах опухоли были метилированы чаще, чем в образцах здоровой ткани тех же пациенток (частота метилирования составляла 26–76% и 1–27%, соответственно). В образцах ткани доноров частота их метилирования была еще ниже: 0–18%.

На следующем этапе ученые сфокусировались на анализе образцов 46 пациенток с I и II стадиями рака молочной железы. При этом число генов микроРНК, гиперметилированных в опухоли, снизилось до 9. В опухоли частота их метилирования составляла 30–73%, а в условно нормальной ткани тех же пациенток — 6,5–33%. Из них пять генов (MIR-125b-1, MIR-129-2, MIR-132, MIR-34b/c, MIR-9-3) в ткани молочной железы доноров (онкологически здоровых) не были метилированы ни в одном из 17 образцов. Исследователи пришли к выводу, что метилирование этих пяти генов микроРНК — событие, происходящее на ранней стадии рака молочной железы, следовательно, оно может служить маркером для ранней диагностики.

По данным о метилировании группы генов с использованием ROC-анализа авторы разработали две 6-маркерные диагностические платформы. Эти наборы маркеров протестировали на всех 70 образцах пациенток с разными стадиями рака, где они показали чувствительность 93–94%; а на 46 образцах пациенток с ранними стадиями рака маркеры выявили заболевание с чувствительностью 89–91%.

По словам авторов, обе платформы потенциально применимы для диагностики рака молочной железы на I и II стадиях. Как ученые показали ранее, метилирование определенных генов микроРНК перспективно для диагностики и других видов рака, например, рака яичников и почки. Важно, что анализ метилирования ДНК технически проще, чем анализ самих микроРНК, поэтому его проведение доступно для лабораторий в клиниках.

— Что касается механизма влияния метилирования генов микроРНК на патогенез рака, он вполне понятен, — объясняет д.б.н., профессор Элеонора Брага, первый автор статьи. — Метилирование системно подавляет экспрессию многих онкосупрессорных генов микроРНК, мы это показали ранее на примере рака молочной железы и яичников. В результате их подавления активируются проопухолевые гены-мишени, что и служит стимуляции онкогенеза. Хочется добавить, что в следующей нашей работе, опубликованной пока только в русскоязычной версии «Бюллетеня экспериментальной биологии и медицины», по данным метилирования комбинации четырех кодирующих белки генов с добавлением одного гена микроРНК составлена 5-маркерная система со 100%-ной специфичностью и чувствительностью 94–96%. Обнаружение метилирования хотя бы одного гена из этой системы в биопсийном или послеоперационном материале достаточно для отнесения образца к злокачественной опухоли молочной железы, в том числе для больных на I и II стадиях. А продолжение исследования на образцах плазмы крови позволит сделать метод диагностики малоинвазивным. Это возможно благодаря тому, что обрывки РНК и ДНК из опухолей попадают в кровь и другие биологические жидкости организма и с высокой чувствительностью выявляются в сыворотке или в плазме крови больного.

Источники

Braga EA, et al. // Marker Systems Based on MicroRNA Gene Methylation for the Diagnosis of Stage I-II Breast Cancer // Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 2019 Nov 28, DOI: 10.1007/s10517-019-04691-x (Брага Э.А. и др. // Системы маркеров на основе метилирования генов микроРНК в диагностике рака молочной железы на I-IIстадиях. // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2019. Т. 168, № 8, С. 238-242.)

Брага Э.А. и др. // Система маркеров на основе метилирования группы проапоптотических генов в комбинации с микроРНК в диагностике рака молочной железы. // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2019. Т. 168, № 9. С. 338-342.

Добавить в избранное

Вам будет интересно