Přeskočit na obsah

Volná cirkulující DNA

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Volná cirkulující DNA (cfDNA) je většinou dvouvláknová extracelulární molekula DNA, která se skládá z malých fragmentů (70 až 200 bp) a větších fragmentů (21 kb)[1] a byla rozpoznána jako přesný marker pro diagnózu rakoviny prostaty a rakoviny prs[2]. Další publikace potvrzují původ cfDNA z karcinomů a vyskytuje se u pacientů s pokročilým nádorovým onemocněním. Cirkulující volná DNA (cfDNA) je přítomna v cirkulující plazmě a také v ostatních tělních tekutinách[3].

K uvolňování cfDNA do krevního řečiště dochází při primárním nádoru, u nádorových buněk; které cirkulují v periferní krvi, u metastatických depozitů ve vzdálených místech a u některých buněk, jako jsou hematopoetické a stromální buňky. cfDNA i nádorové buňky cirkulují v krevním oběhu pacientů s rakovinou. Jejich rychle se zvyšující akumulace v krvi během vývoje nádoru je způsobena nadměrným uvolňováním DNA apoptotickými buňkami a nekrotickými buňkami. Diskutovalo se o aktivní sekreci v exozomech, ale stále se ještě neví, zda se jedná konkrétně o zdroj v cfDNA[4].

cfDNA cirkuluje převážně jako nukleosomy, což jsou jaderné komplexy histonů a DNA[5]. Onemocnění spojena s cfDNA jsou často nespecificky zvýšená u nádorových onemocnění, ale mohou být specifičtější pro sledování cytotoxické rakovinové léčby, zejména pro časný odhad účinnosti léčby[6].

Na základě intracelulárního původu, cfDNA a imunitní systém

[editovat | editovat zdroj]

Intracelulární původ cfDNA, např. z jádra nebo mitochondrií, může také ovlivnit zánětlivý potenciál cfDNA. MtDNA, nukleární DNA, je silným zánětlivým spouštěčem[7].

MtDNA má díky svému prokaryotickému původu mnoho vlastností, které jsou podobné bakteriální DNA, včetně přítomnosti relativně vysokého obsahu nemetylovaných CpG motivů, které jsou vzácně pozorovány v jaderné DNA[8].

Nemetylované CpG motivy jsou obzvláště důležité, protože TLR9, jediný endolysozomální DNA-senzitivní receptor, má jedinečnou specificitu pro nemethylovanou CpG DNA. Bylo prokázáno, že mtDNA aktivuje neutrofily prostřednictvím zapojení TLR9[9]. Pokud není navázán na nosné proteiny, mtDNA, ale nikoliv jaderná DNA, může být rozpoznána jako nebezpečný molekulární model indukující prozánětlivý proces prostřednictvím TLR9[10]. Collins a kol. uvádí, že intraartikulární injekce mtDNA indukuje artritidu in vivo a navrhuje přímou úlohu extruze mtDNA v patogenezi onemocnění RA[10].

MtDNA, na rozdíl od jaderné DNA, je charakterizována zvýšenými bazálními hladinami 8-OHdG, což je marker oxidačního poškození. Vysoký obsah oxidačního poškození v mtDNA je přisuzován těsné blízkosti mtDNA vůči ROS a relativně neúčinným mechanismům opravy DNA, které mohou vést k hromadění lézí DNA[11].

Ukázalo se, že oxidační vzplanutí během NETózy může oxidovat mtDNA a uvolněnou oxidovanou mtDNA samotnou, nebo v komplexu s TFAM, může vyvolat výraznou indukci IFN typu I[7].

Oxidovaná mtDNA generovaná během programované buněčné smrti není omezena na aktivaci TLR9, ale bylo také prokázáno, že se týká také NRLP3 inflamasomu, což vede k produkci prozánětlivých cytokinů, IL-1β a IL-18[12]. MtDNA může být také rozpoznána cyklickým GMP-AMP syntázou (cGAS), cytosolickým dsDNA senzorem, který iniciuje STING-IRF3-dependentní dráhu, která zase organizuje produkci IFN typu I[13].

ELISA

Metodika

[editovat | editovat zdroj]

cfDNA umožňuje rychlou, snadnou, neinvazivní a opakovanou metodu vzorkování. Kombinace těchto biologických vlastností a technické proveditelnosti odběru vzorků umísťuje cfDNA jako potenciální biomarker obrovského využití, například pro autoimunitní revmatická onemocnění nebo také i pro nádory. U této metody chybí ale jednotnost typu vzorku (plazma / sérum / synoviální tekutina), metody odběru / zpracování vzorku, DNA vázané na volném nebo buněčném povrchu, extrakce cfDNA a kvantifikace cfDNA a také v prezentaci a interpretaci. kvantitativních nálezů cfDNA[14].

PCR

cfDNA se dá kvantifikovat fluorescenčními metodami, zejména barvením PicoGreenem a ultrafialovou spektrometrií, citlivější je ale kvantitativní polymerázová řetězová reakce (PCR, SYBR Green nebo TaqMan) opakujících se elementů nebo housekeeping genů. Cirkulační nukleozomy, které jsou primární opakující se jednotkou organizace DNA v chromatinu, se kvantifikují testem ELISA[15].

Reference

[editovat | editovat zdroj]
  1. ↑ JIAO, Long R.; FRAMPTON, Adam E.; KHANDERIA, Esha. Circulating Tumor Cells and Cell-Free DNA in Pancreatic Ductal Adenocarcinoma. The American Journal of Pathology. 2019-01-01, roč. 189, čís. 1, s. 71–81. PMID: 30558725. Dostupné online [cit. 2019-04-30]. ISSN 0002-9440. DOI 10.1016/j.ajpath.2018.03.020. PMID 30558725. (English) 
  2. ↑ ZOLI, Wainer; SILVESTRINI, Rosella; AMADORI, Dino. Urine Cell-Free DNA Integrity as a Marker for Early Prostate Cancer Diagnosis: A Pilot Study. BioMed Research International [online]. 2013 [cit. 2019-04-30]. PMID: 23509700 DOI: 10.1155/2013/270457. Dostupné online. DOI 10.1155/2013/270457. PMID 23509700. (anglicky) 
  3. ↑ TEO, Yee Voan; CAPRI, Miriam; MORSIANI, Cristina. Cell-free DNA as a biomarker of aging. Aging Cell. 2019-2, roč. 18, čís. 1, s. e12890. Dostupné online [cit. 2019-04-30]. DOI 10.1111/acel.12890. PMID 30575273. (anglicky) 
  4. ↑ BK THAKUR, ZHANG H, BECKER A, MATEI I, HUANG Y, COSTA-SILVA B, ET AL. Double-stranded DNA in exosomes: a novel biomarker in cancer detection.. www.nature.com [online]. [cit. 2014]. Dostupné online. 
  5. ↑ ROTH, Carina; PANTEL, Klaus; MÜLLER, Volkmar. Apoptosis-related deregulation of proteolytic activities and high serum levels of circulating nucleosomes and DNA in blood correlate with breast cancer progression. BMC Cancer. 2011-01-06, roč. 11, čís. 1, s. 4. Dostupné online [cit. 2019-04-30]. ISSN 1471-2407. DOI 10.1186/1471-2407-11-4. PMID 21211028. 
  6. ↑ ScienceDirect. www.sciencedirect.com [online]. [cit. 2019-04-30]. Dostupné online. DOI 10.1016/j.canlet.2013.04.013. 
  7. ↑ a b LOOD, Christian; BLANCO, Luz P; PURMALEK, Monica M. Neutrophil extracellular traps enriched in oxidized mitochondrial DNA are interferogenic and contribute to lupus-like disease. Nature Medicine. 2016-2, roč. 22, čís. 2, s. 146–153. Dostupné online [cit. 2019-04-30]. ISSN 1078-8956. DOI 10.1038/nm.4027. PMID 26779811. (anglicky) 
  8. ↑ YANG, D.; OYAIZU, Y.; OYAIZU, H. Mitochondrial origins.. Proceedings of the National Academy of Sciences. 1985-07-01, roč. 82, čís. 13, s. 4443–4447. Dostupné online [cit. 2019-04-30]. ISSN 0027-8424. DOI 10.1073/pnas.82.13.4443. (anglicky) 
  9. ↑ ZHANG, Qin; RAOOF, Mustafa; CHEN, Yu. Circulating mitochondrial DAMPs cause inflammatory responses to injury. Nature. 2010-3, roč. 464, čís. 7285, s. 104–107. Dostupné online [cit. 2019-04-30]. ISSN 0028-0836. DOI 10.1038/nature08780. PMID 20203610. (anglicky) 
  10. ↑ a b COLLINS, L. Vincent; HAJIZADEH, Shahin; HOLME, Elisabeth. Endogenously oxidized mitochondrial DNA induces in vivo and in vitro inflammatory responses. Journal of Leukocyte Biology. 2004-6, roč. 75, čís. 6, s. 995–1000. Dostupné online [cit. 2019-04-30]. DOI 10.1189/jlb.0703328. (anglicky) 
  11. ↑ CLAYTON, David A.; DODA, Jackie N.; FRIEDBERG, Errol C. Absence of a Pyrimidine Dimer Repair Mechanism for Mitochondrial DNA in Mouse and Human Cells. Příprava vydání Philip C. Hanawalt, Richard B. Setlow. Boston, MA: Springer US Dostupné online. ISBN 9781468429008, ISBN 9781468428988. DOI 10.1007/978-1-4684-2898-8_26. S. 589–591. (anglicky) DOI: 10.1007/978-1-4684-2898-8_26. [nedostupný zdroj]
  12. ↑ SHIMADA, Kenichi; CROTHER, Timothy R.; KARLIN, Justin. Oxidized Mitochondrial DNA Activates the NLRP3 Inflammasome during Apoptosis. Immunity. 2012-3, roč. 36, čís. 3, s. 401–414. Dostupné online [cit. 2019-04-30]. DOI 10.1016/j.immuni.2012.01.009. PMID 22342844. (anglicky) 
  13. ↑ WEST, A. Phillip; KHOURY-HANOLD, William; STARON, Matthew. Mitochondrial DNA stress primes the antiviral innate immune response. Nature. 2015-4, roč. 520, čís. 7548, s. 553–557. Dostupné online [cit. 2019-04-30]. ISSN 0028-0836. DOI 10.1038/nature14156. PMID 25642965. (anglicky) 
  14. ↑ DUVVURI, Bhargavi; LOOD, Christian. Cell-Free DNA as a Biomarker in Autoimmune Rheumatic Diseases. Frontiers in Immunology. 2019-03-19, roč. 10. Dostupné online [cit. 2019-04-30]. ISSN 1664-3224. DOI 10.3389/fimmu.2019.00502. 
  15. ↑ PINZANI, Pamela; SALVIANTI, Francesca; PAZZAGLI, Mario. Circulating nucleic acids in cancer and pregnancy. Methods. 2010-4, roč. 50, čís. 4, s. 302–307. Dostupné online [cit. 2019-04-30]. DOI 10.1016/j.ymeth.2010.02.004. (anglicky) 

Externí odkazy

[editovat | editovat zdroj]

| https://www.elphogene.cz/ - využití analýzy cirkulující nádorové DNA (ctDNA) v praxi pro lepší sledování pacientů s pokročilým nádorovým onemocněním

Citováno z „https://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=Volná_cirkulující_DNA&oldid=21115541“