Выявление мутаций генов IDH1/2 в образцах опухоли c низкой представленностью мутантного аллеля

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Определение драйверных мутаций в опухоли – крайне важная задача в онкологии для выбора стратегии лечения и оценки эффективности терапии. Во многих случаях, особенно при мониторинге заболевания, возникает необходимость выявления малого количества копий мутантного аллеля на фоне избыточного содержания ДНК дикого типа. В данной работе исследованы возможности высокочувствительной детекции мутаций в генах IDH1 и IDH2 при подавлении амплификации ДНК дикого типа с помощью олигомеров “замкнутых” нуклеиновых кислот (locked nucleic acid, LNA) с последующей гибридизацией флуоресцентно меченого продукта полимеразной цепной реакции на биологическом микрочипе (биочипе). Предел обнаружения мутантной ДНК составляет 0.1% на фоне ДНК дикого типа. Эффективность данного подхода продемонстрирована на примере анализа 26 образцов хондроидных опухолей и глиальных опухолей мозга с низкой представленностью мутантного аллеля, в трех случаях были выявлены ранее не обнаруженные мутации R132C, R132L и R132H.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. О. Варачев

ФГБУН “Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта” РАН

Email: tanased06@rambler.ru
Россия, 119991 Москва, ул. Вавилова, 32

Д. А. Гуськов

ФГБУН “Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта” РАН

Email: tanased06@rambler.ru
Россия, 119991 Москва, ул. Вавилова, 32

О. Ю. Сусова

ФГБУ “Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина” Минздрава России

Email: tanased06@rambler.ru
Россия, 115478 Москва, Каширское шоссе, 23

А. П. Шехтман

Российская детская клиническая больница ФГБОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России

Email: tanased06@rambler.ru
Россия, 119117 Москва, Ленинский просп., 117

Д. В. Рогожин

Российская детская клиническая больница ФГБОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России

Email: tanased06@rambler.ru
Россия, 119117 Москва, Ленинский просп., 117

С. А. Суржиков

ФГБУН “Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта” РАН

Email: tanased06@rambler.ru
Россия, 119991 Москва, ул. Вавилова, 32

А. В. Чудинов

ФГБУН “Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта” РАН

Email: tanased06@rambler.ru
Россия, 119991 Москва, ул. Вавилова, 32

А. С. Заседателев

ФГБУН “Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта” РАН

Email: tanased06@rambler.ru
Россия, 119991 Москва, ул. Вавилова, 32

Т. В. Наседкина

ФГБУН “Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта” РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: tanased06@rambler.ru
Россия, 119991 Москва, ул. Вавилова, 32

Список литературы

  1. Angulo B., Lopez-Rios F., Gonzalez D. // Exp. Rev. Mol. Diagn. 2014. V. 14. P. 517–524. https://doi.org/10.1586/14737159.2014.910120
  2. Matsuda K. // Adv. Clin. Chem. 2017. V. 80. P. 45–72. https://doi.org/10.1016/bs.acc.2016.11.002
  3. Wilkening S., Hemminki K., Thirumaran R.K., Bermejo J.L., Bonn S., Försti A., Kumar R. // Biotechniques. 2005. V. 39. P. 853–858. https://doi.org/10.2144/000112027
  4. Ogino S., Kawasaki T., Brahmandam M., Yan L., Cantor M., Namgyal C., Mino-Kenudson M., Lauwers G.Y., Loda M., Fuchs C.S. // J. Mol. Diagn. 2005. V. 7. P. 413–421. https://doi.org/10.1016/S1525-1578(10)60571-5
  5. Reckamp K.L., Melnikova V.O., Karlovich C., Sequist L.V., Camidge D.R., Wakelee H., Perol M., Oxnard G.R., Kosco K., Croucher P., Samuelsz E., Vibat C.R., Guerrero S., Geis J., Berz D., Mann E., Matheny S., Rolfe L., Raponi M., Erlander M.G., Gadgeel S.J. // Thorac. Oncol. 2016. V. 11. P. 1690–1700. https://doi.org/10.1016/S1525-1578(10)60571-5
  6. Thomas R.K., Baker A.C., Debiasi R.M., Winckler W., Laframboise T., Lin W.M., Wang M., Feng W., Zander T., MacConaill L., Lee J.C., Nicoletti R., Hatton C., Goyette M., Girard L., Majmudar K., Ziaugra L., Wong K.K., Gabriel S., Beroukhim R., Peyton M., Barretina J., Dutt A., Emery C., Greulich H., Shah K., Sasaki H., Gazdar A., Minna J., Armstrong S.A., Mellinghoff I.K., Hodi F.S., Dranoff G., Mischel P.S., Cloughesy T.F., Nelson S.F., Liau L.M., Mertz K., Rubin M.A., Moch H., Loda M., Catalona W., Fletcher J., Signoretti S., Kaye F., Anderson K.C., Demetri G.D., Dummer R., Wagner S., Herlyn M., Sellers W.R., Meyerson M., Garraway L.A. // Nat. Genet. 2007. V. 39. P. 347–351. https://doi.org/10.1038/ng1975
  7. Mitchell M., Cutler J. // Methods Mol. Biol. 2011. V. 688. P. 17–33. https://doi.org/10.1007/978-1-60761-947-5_3
  8. Botezatu I.V., Kondratova V.N., Shelepov V.P., Mazurenko N.N., Tsyganova I.V., Susova O.Y., Lichtenstein A.V. // Anal. Biochem. 2020. V. 590. P. 113517. https://doi.org/10.1016/j.ab.2019.113517
  9. Li J., Wang L., Mamon H., Kulke M.H., Berbeco R., Makrigiorgos G.M. // Nat. Med. 2008. V. 14. P. 579– 584. https://doi.org/10.1038/nm1708
  10. Nagai Y., Miyazawa H., Huqun, Tanaka T., Udagawa K., Kato M., Fukuyama S., Yokote A., Kobayashi K., Kanazawa M., Hagiwara K. // Cancer Res. 2005. V. 65. P. 7276–7282. https://doi.org/10.1158/0008-5472
  11. Imanishi T., Obika S. // Chem. Commun. (Camb). 2002. V. 16. P. 1653–1659. https://doi.org/10.1039/b201557a
  12. Rahman S.M., Seki S., Obika S., Yoshikawa H., Miyashita K., Imanishi T. // J. Am. Chem. Soc. 2008. V. 130. P. 4886–4896. https://doi.org/10.1021/ja710342q
  13. Latorra D., Campbell K., Wolter A., Hurley J.M. // Hum. Mutat. 2003. P. 22. P. 79–85. https://doi.org/10.1002/humu.10228
  14. Parris B.A., Shaw E., Pang B., Soong R., Fong K., Soo R.A. // Respirology. 2019. V. 24. P. 215–226. https://doi.org/10.1111/resp.13463
  15. Itonaga M., Matsuzaki I., Warigaya K., Tamura T., Shimizu Y., Fujimoto M., Kojima F., Ichinose M., Murata S. // PLoS One. 2016. V. 11. P. e0151654. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0151654
  16. Emelyanova M., Ghukasyan L., Abramov I., Ryabaya O., Stepanova E., Kudryavtseva A., Sadritdinova A., Dzhumakova C., Belysheva T., Surzhikov S., Lyubchenko L., Zasedatelev A., Nasedkina T. // Oncotarget. 2017. V. 8. P. 52304–52320. https://doi.org/10.18632/oncotarget.17014
  17. Picca A., Berzero G., Di Stefano A.L., Sanson M. // Expert Rev. Mol. Diagn. 2018. V. 18. P. 1041–1051. https://doi.org/10.1080/14737159.2018.1548935
  18. Pirozzi C.J., Yan H. // Nat. Rev. Clin. Oncol. 2021. V. 18. P. 645–661. https://doi.org/10.1038/s41571-021-00521-0
  19. Tian W., Zhang W., Wang Y., Jin R., Wang Y., Guo H., Tang Y., Yao X. // Front. Pharmacol. 2022. V. 13. P. 982424. https://doi.org/10.3389/fphar.2022.982424
  20. Varachev V.O., Guskov D.A., Shekhtman A.P., Rogozhin D.V., Polyakov S.A., Chudinov A.V., Zasedatelev A.S., Nasedkina T.V. // Russ. J. Bioorg. Chem. 2023. V. 49. P. 1147–1152. https://doi.org/10.1134/S1068162023050205
  21. Nafa K., Hameed M., Arcila M.E. // Methods Mol. Biol. 2016. V. 1392. P. 71–82. https://doi.org/10.1007/978-1- 4939-3360-0_8
  22. Шаманин В.А., Карпов И.В., Писарева Е.Е., Гуткина Н.И., Коваленко С.П. // Сибирский онкологич. журнал. 2018. T. 17. C. 30–35. https://doi.org/10.21294/1814-4861-2018-17-4-30-35
  23. Emelyanova M., Arkhipova K., Mazurenko N., Chudinov A., Demidova I., Zborovskaya I., Lyubchenko L., Zasedatelev A., Nasedkina T. // Appl. Immunohistochem. Mol. Morphol. 2015. V. 23. P. 255–265. https://doi.org/10.1097/PAI.0000000000000084
  24. Kukhtin A.C., Sebastian T., Golova J., Perov A., Knickerbocker C., Linger Y., Bueno A., Qu P., Villanueva M., Holmberg R.C., Chandler D.P., Cooney C.G. // Lab. Chip. 2019. V. 19. P. 1217–1225. https://doi.org/10.1039/c8lc01404c

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Подавление амплификации аллеля дикого типа R132 IDH1 в образце, содержащем ~50% мутантного аллеля R132H, при различных концентрациях LNA-олигомера. (а) – Кривые амплификации аллеля дикого типа R132 и мутантного аллеля R132H: аллель дикого типа (wt) – кривые 1 (0 нМ), 2 (50 нМ) и 3 (100 нМ); мутантный аллель (R132H) – кривые 4 (0 нМ), 5 (50 нМ) и 6 (100 нМ); (б) – разница в значениях порогового цикла кривых амплификации аллеля дикого типа (wt) и мутантного аллеля (R132H) при различной концентрации LNA по сравнению с нулевой концентрацией.

Скачать (97KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Анализ кривых плавления с TaqMan-зондом при подавлении амплификации аллеля дикого типа R132 IDH1 (wt) в образце, содержащем 15–20% мутантного аллеля (R132H) при различных концентрациях LNA-олигомера: 1 – образец дикого типа (0 нМ); образцы с мутацией R132H – кривые 2 (0 нМ), 3 (50 нМ) и 4 (100 нМ). Заметно увеличение пика R132H при возрастании концентрации LNA-олигомера.

Скачать (84KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Детекция мутации R132H IDH1 в образце, содержащем 0.5% мутантного аллеля, при различных концентрациях LNA-олигомера. Картины гибридизации: (а) – 0 нМ LNA, (б) – 50 нМ LNA, (в) – 100 нМ LNA; (г) – нормированные значения флуоресцентных сигналов.

Скачать (71KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Детекция мутаций в гене IDH1 в образцах опухоли (хондросаркома) с низким содержанием мутантного аллеля. В верхней части рисунка представлены гибридизационные картины на биочипе, в нижней части – нормированные значения сигналов флуоресценции. Образец с мутацией R132C: (а) – 0 нМ LNA-олигомера в реакции ПЦР, (б) – при добавлении 100 нМ LNA-олигомера. Образец с мутацией R132L: (в) – 0 нМ LNA-олигомера в реакции ПЦР, (г) – при добавлении 100 нМ LNA-олигомера. По углам биочипа расположены ячейки с флуоресцентным красителем Cy5, выполняющие роль маркера.

Скачать (119KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024