View More View Less
  • 1 Semmelweis Egyetem, Általános Orvostudományi Kar, Budapest, Szentkirályi u. 46., 1088
  • 2 Semmelweis Egyetem, Általános Orvostudományi Kar, Budapest
  • 3 Dana-Farber Cancer Institute, Boston, Massachusetts, USA
  • 4 Magyar Tudományos Akadémia, Budapest
Open access

Absztrakt:

Bevezetés: A sejten kívüli szabad DNS-t már az 1940-es években kimutatták. Eredetéről több elmélet is létezik: lehetséges folyamat a tumoros sejtekből, valamint ezzel párhuzamosan az egészséges sejtekből történő felszabadulás is. Célkitűzés: Munkánk célja a szabad DNS felszabadulási ütemének vizsgálata volt SHO-egér/HT-29 humán colorectalis adenocarcinoma sejtvonal xenograftmodellben, valamint célul tűztük ki egészséges és C38 tumorral oltott C57BL/6-os egerek véráramába juttatott mesterségesen fölszaporított metilált és nem metilált DNS-szakaszok lebomlásának nyomon követését. Módszer: SHO-egerekre HT-29 sejteket oltottunk subcutan, majd vért vettünk 8 héten keresztül. A plazma szeparálása után DNS-t izoláltunk, majd mitokondriális és genomiális RT-PCR-próbákkal megállapítottuk a humán/egér DNS-arányt. A szabad DNS lebomlásának vizsgálatához egészséges és C38 tumorsejttel oltott C57BL/6-os állatok vérébe 3000 bázispár (bp) méretű in vitro metilált és nem metilált DNS-fragmentumot juttattunk. Az amplikonok degradációját 19 valós idejű PCR-próbával mértük, a bomlás ütemére a relatív amplikonkoncentrációk alapján következtettünk. Eredmények: A tumorból származó humán DNS mennyisége a 2. hétig a kimutathatósági határ alatt volt, majd a 3. héttől folyamatos emelkedést tapasztaltunk, amely a 8. hétre 18,26%-ot ért el. A véráramba juttatott DNS-szakaszok lebomlásának sebességében különbséget mutattunk ki a nem metilált és a metilált fragmentumok között. Az egészséges állatokban a nem metilált DNS 6 óra után eltűnt a vérplazmából, míg a metilált fragmentum szakaszai 24 óra múlva is kimutathatók voltak. Tumoros állatokban a degradáció mértéke lelassult, és mindkét forma kimutathatóvá vált 24 óra elteltével. Következtetés: A szabad DNS szerepének és hatásmechanizmusának vizsgálatát egyre nagyobb érdeklődés övezi. Munkánk segítséget nyújthat a DNS felszabadulásának és degradációjának pontosabb megismeréséhez. Orv Hetil. 2018; 159(6): 223–233.

If the inline PDF is not rendering correctly, you can download the PDF file here.

  • 1

    Mandel P, Metais P. Les acides nucléiques du plasma sanguin chez l’homme. C R Seances Soc Biol Fil. 1948; 142: 241–243.

  • 2

    Leon SA, Shapiro B, Sklaroff DM, et al. Free DNA in the serum of cancer patients and the effect of therapy. Cancer Res. 1977; 37: 646–650.

  • 3

    Lavon I, Refael M, Zelikovitch B, et al. Serum DNA can define tumor-specific genetic and epigenetic markers in gliomas of various grades. Neuro Oncol. 2010; 12: 173–180.

  • 4

    Pinzani P, Salvianti F, Pazzagli M, et al. Circulating nucleic acids in cancer and pregnancy. Methods 2010; 50: 302–307.

  • 5

    Jung K, Fleishhacker M, Rabien A. Cell-free DNA in the blood as a solid tumor biomarker – a critical appraisal of the literature. Clin Chim Acta 2010; 411: 1611–1624.

  • 6

    Van der Vaart M, Pretorius PJ. Circulating DNA – Its origin and fluctuation. Ann N Y Acad Sci. 2008; 1137: 18–26.

  • 7

    Schwarzenbach H, Hoon DSb, Pantel K. Cell-free nucleic acids as a biomarkers in cancer patients. Nat Rev Cancer 2011; 11: 426–437.

  • 8

    Anker P, Stroun M, Maurice PA. Spontaneous release of DNA by human blood lymphocytes as shown in an in vitro system. Cancer Res. 1975; 35: 2375–2382.

  • 9

    Stroun M, Maurice P, Vasioukhin V, et al. The origin and mechanism of circulating DNA. Ann N Y Acad Sci. 2000; 906: 161–168.

  • 10

    Wartha F, Beiter K, Normark S, et al. Neutrophil extracellular traps: casting the NET over pathogenesis. Curr Opin Microbiol. 2007; 10: 52–56.

  • 11

    Keshari RS, Jyoti A, Kumar S, et al. Neutrophil extracellular traps contain mitochondrial as well as nuclear DNA and exhibit inflammatory potential. Cytometry A 2012; 81: 238–247.

  • 12

    Mesa MA, Vasquez G. NETosis. Autoimmune Dis. 2013; 2013: 651497.

  • 13

    Peters DL, Pretorius PJ. Origin, translocation and destination of extracellular occurring DNA – a new paradigm in genetic behaviour. Clin Chim Acta 2011; 412: 806–811.

  • 14

    Mouliere F, Thierry AR. The importance of examining the proportion of circulating DNA originating from tumor, microenvironment and normal cells in colorectal cancer patients. Expert Opin Biol Ther. 2012; 12(Suppl 1): 209–215.

  • 15

    D’Souza-Schorey C, Clancy JW. Tumor-derived microvesicles: shedding light on novel microenvironment modulators and prospective cancer biomarkers. Genes Dev. 2012; 26: 1287–1299.

  • 16

    Valcz G, Galamb O, Krenács T, et al. Exosomes in colorectal carcinoma formation: ALIX under the magnifying glass. Mod Pathol. 2016; 29: 928–938.

  • 17

    Spisák S, Solymosi N, Ittzés P, et al. Complete genes may pass from food to human blood. PLoS ONE 2013; 8: e69805.

  • 18

    Kowarsky M, Camunas-Soler J, Kertesz M, et al. Numerous uncharacterized and highly divergent microbes which colonize humans are revealed by circulating cell-free DNA. Proc Natl Acad Sci USA 2017; 114: 9623–9628.

  • 19

    Tamkovich SN, Cherepanova AV, Kolesnikova EV, et al. Circulating DNA and DNase activity in human blood. Ann N Y Acad Sci. 2006; 1075: 191–196.

  • 20

    Patutina O, Mironova N, Ryabchikova E, et al. Inhibition of metastasis development by daily administration of ultralow doses of RNase A and DNase I. Biochimie 2011; 93: 689–696.

  • 21

    Anker P, Lyautey J, Lefort F, et al. Transformation of NIH/3T3 cells and SW 480 cells displaying K-ras mutation. C R Acad Sci III 1994; 317: 869–874.

  • 22

    García-Olmo D, García-Olmo DC. Functionality of circulating DNA: the hypothesis of genometastasis. Ann N Y Acad Sci. 2001; 945: 265–275.

  • 23

    Nagy B, Csanádi Z, Póka R. The importance of “free” nucleic acids in the non-invasive diagnostics. [A „szabad” nukleinsavak jelentősége a noninvazív diagnosztikában.] Orv Hetil. 2016; 157: 1900–1909. [Hungarian]

  • 24

    Ziegler A, Zangemeister-Wittke U, Stahel RA. Circulating DNA: a new diagnostic gold mine? Cancer Treat Rev. 2002; 28: 255–271.

  • 25

    Fearon ER, Vogelstein B. A genetic model for colorectal tumorigenesis. Cell 1990; 61: 759–767.

  • 26

    Tóth K, Barták BK, Tulassay Z, et al. Circulating cell-free nucleic acids as biomarkers in colorectal cancer screening and diagnosis. Expert Rev Mol Diagn. 2016; 16: 239–252.

  • 27

    Wang JY, Hsieh JS, Chang MY, et al. Molecular detection of APC, K-ras, and p53 mutations in the serum of colorectal cancer patients as circulating biomarkers. World J Surg. 2004; 28: 721–726.

  • 28

    Edwards JR, Yarychkivska O, Boulard M, et al. DNA methylation and DNA methyltransferases. Epigenetics Chromatin 2017; 10: 23.

  • 29

    Joó JG, Karabélyos C, Héjja H, et al. Epigenetic mechanisms in physiologic and pathologic pregnancies. [Epigenetikai mechanizmusok élettani és kóros terhességben.] Orv Hetil. 2014; 155: 566–574. [Hungarian]

  • 30

    Molnár B, Tóth K, Barták BK, et al. Plasma methylated septin 9: a colorectal cancer screening marker. Expert Rev Mol Diagn. 2015; 15: 171–184.

  • 31

    Potter NT, Hurban P, White MN, et al. Validation of a real-time PCR-based qualitative assay for the detection of methylated SEPT9 DNA in human plasma. Clin Chem. 2014; 60: 1183–1191.

  • 32

    Johnson DA, Barclay RL, Mergener K, et al. Plasma Septin9 versus fecal immunochemical testing for colorectal cancer screening: a prospective multicenter study. PLoS ONE 2014; 9: e98238.

  • 33

    Nian J, Sun X, Ming S, et al. Diagnostic accuracy of methylated SEPT9 for blood-based colorectal cancer detection: a systematic review and meta-analysis. Clin Transl Gastroenterol. 2017; 8: e216.

  • 34

    Tóth K, Galamb O, Spisák S, et al. Free circulating DNA based colorectal cancer screening from peripheral blood: the possibility of the methylated septin 9 gene marker. [Szabad DNS-alapú vastagbéldaganat-szűrés perifériás vérből: a metilált szeptin-9 génmarker lehetőségei.] Orv Hetil. 2009; 150: 969–977. [Hungarian]

  • 35

    Barták BK, Kalmár A, Péterfia B, et al. Colorectal adenoma and cancer detection based on altered methylation pattern of SFRP1, SFRP2, SDC2, and PRIMA1 in plasma samples. Epigenetics 2017; 12: 751–763.

  • 36

    Tusnady GE, Simon I, Varadi A, et al. BiSearch: primer-design and search tool for PCR on bisulfite-treated genomes. Nucleic Acids Res. 2005; 33: e9.

  • 37

    Thierry AR, Mouliere F, Gongora C. Origin and quantification of circulating DNA in mice with human colorectal cancer xenografts. Nucleic Acids Res. 2010; 38: 6159–6175.

  • 38

    Trejo-Becerril C, Pérez-Cardenas E, Gutiérrez-Díaz B, et al. Antitumor effects of systemic DNAse I and proteases in an in vivo model. Integr Cancer Ther. 2016; 15: NP35–NP43.

  • 39

    Mittra I, Khare NK, Raghuram GV, et al. Circulating nucleic acids damage DNA of healthy cells by integrating into their genomes. J Biosci. 2015; 40: 91–111.