Onkologické ochorenia (odborný článok)

Fragmenty DNA sú uvoľňované do cirkulácie po apoptóze a nekróze buniek a ich množstvo koreluje so štádiom ochorenia a prognózou. Určenie genotypu nádorových buniek navyše umožňuje detegovať a kvantifikovať nádorové mutácie v reálnom čase. Ochorenie je najčastejšie spôsobované akumuláciou genetických a epigenetických zmien, ktoré môžu byť pozorované v cfDNA izolovanej z postihnutého tkaniva.

Somatická mutácia

Identifikácia somatickej mutácie je individuálna u každého jedinca, zahŕňa sekvenovanie niekoľkých génov bežne mutovaných pri onkologických ochoreniach a v prípade negatívnych výsledkov následné sekvenovanie všetkých kódujúcich oblastí genómu. Meranie množstva cfDNA umožňuje určiť približné štádium rakoviny, v prípade kolonorektálneho karcinómu pacienti s nižšími hladinami žili výrazne dlhšie ako postihnutí s vyšším množstvom cfDNA v krvi.

Detekcia tumoru v plazme

Včasná detekcia DNA tumoru v sére alebo plazme pred rozvojom recidívy ochorenia zlepšuje výsledky u pacientov po resekcii kolonorektálneho karcinómu. APC a K-ras mutácie vznikajú pri rozvoji tohto karcinómu, zatiaľ čo mutácie p53 vznikajú pri neskorej tumorogenéze. Aspoň jedna z týchto génových mutácií sa vyskytuje u 75% z celkového množstva pacientov a vyššia miera pooperačnej recidívy ochorenia bola u jedincov so zistenými mutáciami výrazne vyššia, teda ich identifikácia umožňuje včasné odhalenie pooperačných metastáz.

Popri mutáciách v onkogénoch a tumor-supresorových génoch, možno na základe analýzy cfDNA zistiť aj mikrosatelitovú nestabilitu spojenú s procesom karcinogenézy. Mikrosatelity sú repetitívne sekvencie, ktoré v dôsledku mutácií pri opravách DNA môžu vykazovať abnormálnu dĺžku. Testovaním 12 mikrosatelitových markerov, sa našli v 88% prípadov zmeny vo vzorkách u pacientov s rakovinou pľúc.

V cfDNA tumoru sú vyhľadávané špecifické zmeny, ako sú epigenetické modifikácie. Metylácia cfDNA bola popísaná pri mnohých typoch onkologických ochorení a predstavuje senzitívny marker skorých štádií ochorenia, nakoľko je to proces spojený so začiatkom karcinogenézy. RASSF1A gén je tumor-supresorový gén, ktorého inaktivácia, spôsobená metyláciou v oblasti promótora, je príčinou rozvoja rakoviny.

Má tiež úlohu pri apoptotickej odpovedi na poškodenie bunky a DNA reparáciách a jeho bodový polymorfizmus tieto procesy inhibuje. Metylácia CpG ostrovčekov RASSF1A, ako aj mnohých iných génov, je asociovaná s rozvojom malígnych procesov a tieto epigenetické zmeny môžu vytvárať vzor pre predpovedanie stavu u pacientov s rakovinou gastrointestinálneho traktu a malígnym melanómom.

Prostredníctvom cfDNA možno tiež sledovať účinnosť liečby a priebeh ochorenia. U pacientov s kolonorektálnym karcinómom po prvotnom úspešnom liečení cielenou génovou terapiou dochádzalo počas liečby po čase k progresii ochorenia. Skríning mutácií pred a po podstúpení liečby ukázal nové somatické mutácie, ktoré bránia účinkom liečiv. CfDNA teda môže vylepšiť možnosti včasnej diagnostiky a liečby.