xiv, 364 s. : il.
- Conspectus
- Obecná genetika. Obecná cytogenetika. Evoluce
- NML Fields
- genetika, lékařská genetika
- biologie
Východiska: Výzkum posledního desetiletí potvrdil význam epigenetických procesů při vzniku, vývoji a léčbě nádorových onemocnění. Především sekvenování nové generace umožnilo zmapovat lidský epigenom a sledovat jeho změny během kancerogeneze. Tento přístup odhalil přímá napojení epigenetických abnormalit na mutace genů, které kontrolují metylaci DNA, sbalování a funkci DNA v chromatinu, nebo na metabolizmus buněk. Epigenetické změny DNA se vyskytují už v časných fázích vývoje nádorových onemocnění, a jsou tedy slibnými kandidáty na diagnostické a prognostické markery a současně epigenetické procesy představují vhodné cíle pro vývoj nových terapeutických látek. Získané poznatky o aberantní metylaci DNA umožňují dva různé pohledy na to, jak daná modifikace přispívá k vývoji nádorového onemocnění. První pohled předpokládá, že normální buňky podléhají transformaci vlivem řídicích mutací, kdy následné metylace de novo a demetylace DNA přispívají k řadě programových změn genové exprese. Alternativní přístup pohlíží na změny v metylaci DNA jako na důsledek např. stárnutí buněk. A právě tyto získané změny zvyšují citlivost DNA ke vzniku mutací a k následné onkogenní transformaci. Cíle: Cílem přehledového článku je shrnout dosud známé úlohy abnormální metylace DNA při vývoji nádorového onemocnění a představit již publikovanou alternativní teorii, která k dané problematice přistupuje méně obvyklým způsobem.
Background: Research in the last decade has confirmed the importance of epigenetic processes for the onset, development, and treatment of cancer. Next generation sequencing has allowed the inspection and mapping of the human epigenome and its monitoring for changes during carcinogenesis, which has revealed direct links between epigenetic abnormalities and mutations in genes that control DNA methylation and packing and those that function in chromatin dynamics and metabolism. Epigenetic changes that occur in the early stages of tumor progression thus represent promising candidates for diagnostic and prognostic markers, and epigenetic processes are suitable targets for the development of new therapeutic strategies. There are two contrasting views on how aberrant DNA methylation contributes to the development of cancer. The first view assumes that normal cells undergo transformation due to driver mutations and subsequent de novo methylation and DNA demethylation, resulting in global changes in gene expression. The second view considers changes in DNA methylation to be a consequence of cell aging, for example, and that the acquired changes increase the sensitivity of DNA to mutations and oncogenic transformation. Aims: The aim of the review article is to briefly summarize the role of abnormal DNA methylation in the development of cancer, and to present an alternative theory that considers the role of aberrant DNA methylation patterns in cancer from a new and unconventional perspective.
- MeSH
- CpG Islands MeSH
- Humans MeSH
- DNA Methylation * MeSH
- Neoplasms * etiology genetics MeSH
- Polycomb-Group Proteins MeSH
- Check Tag
- Humans MeSH
- Publication type
- Review MeSH
- MeSH
- Intellectual Disability diagnosis genetics MeSH
- DNA Mutational Analysis methods MeSH
- Family MeSH
- Fragile X Syndrome diagnosis genetics MeSH
- Publication type
- Review MeSH
Úvod: Kolorektální karcinom (KRK) je celosvětově třetím nejčastějším zhoubným onemocněním. Stadium onemocnění v době diagnózy a záchyt časné rekurence mají přímý vliv na přežívání pacientů. Stávající kontrolní vyšetřovací metody často neodrážejí průběh metastazujícího onemocnění v reálném čase. U pacientů s detekovatelnou cirkulující nádorovou DNA (ctDNA) může být tento marker účinným monitorujícím nástrojem. Kazuistika: V roce 2012 jsme na našem pracovišti provedli resekci sigmatu u 57letého pacienta pro pokročilý karcinom. V rámci pravidelných dispenzárních kontrol pacient podstupoval zobrazovací vyšetření, odběry krve na CA 19-9 a CEA, endoskopii. Zároveň jsme odebírali vzorek periferní krve ke stanovení hladiny ctDNA. Její hodnota po celou dobu odpovídala vývoji nemoci. Dvakrát předstihla v diagnostice zobrazovací metody. CEA vykazoval určitou míru nespolehlivosti, zejména po delší době trvání nemoci. CA 19-9 byl po celou dobu v rozmezí normálních hodnot. Závěr: ctDNA je účinným nástrojem v diagnostice rekurence metastazujícího KRK. U pacientů s detekovatelnou ctDNA její hladina koreluje s přítomností nádorové masy v reálném čase. Má prediktivní význam při sledování odpovědi na léčbu. Její implementace do sledování pacientů s KRK může mít vliv na volbu léčebné strategie a přežívání pacientů.
Introduction: Colorectal cancer (CRC) is the third most common malignant disease worldwide. The stage of the disease at the time of diagnosis and the capture of an early recurrence have a direct impact on long-term survival. Existing control screening methods often do not reflect real-time metastatic disease. In patients with detectable circulating tumor DNA (ctDNA), liquid biopsy can be an effective monitoring tool.Case report: In 2012, we performed sigmoid resection in a 57 years old patient for advanced CRC. The follow-up assessments included: blood samples for CA 19-9 and CEA, endoscopy and imaging methods. We also sampled peripheral blood to determine the level of ctDNA. Its value corresponded to the development of the disease throughout the period. Twice it outperformed imaging methods. CEA showed some degree of unreliability, especially after prolonged illness. CA 19-9 was in the normal range at all times. Conclusion: Circulating tumor DNA is an effective tool in the diagnosis of recurrent metastatic CRC. In patients with detectable ctDNA, its level correlates with the tumoral mass in real time. It has a predictive value in monitoring the treatment response. Its implementation in the follow-up of patients with CRC may have an impact on the choice of treatment strategy and consequently on patient survival.
- MeSH
- Circulating Tumor DNA * blood MeSH
- Colorectal Neoplasms * surgery diagnosis MeSH
- Middle Aged MeSH
- Humans MeSH
- Neoplasm Metastasis diagnosis therapy MeSH
- Biomarkers, Tumor analysis MeSH
- Antineoplastic Protocols MeSH
- Check Tag
- Middle Aged MeSH
- Humans MeSH
- Male MeSH
- Publication type
- Case Reports MeSH
- Research Support, Non-U.S. Gov't MeSH
Karcinóm prostaty patrí medzi najčastejšie sa vyskytujúce nádorové ochorenia mužov vo veku nad 50 rokov. Na vzniku ochorenia sa podieľajú genetická predispozícia ako aj získané genetické a epigenetické zmeny. Najviac študovanou epigenetickou zmenou pri karcinóme prostaty je metylácia cytozínu v CpG ostrovčekoch promótorových oblastí rôznych génov pomocou metylačne špecifi ckej PCR. Kvôli hymermetylácii DNA dochádza pomerne často a relatívne špecificky v tkanivách karcinómu prostaty k vypnutiu génov ako GSTP1, APC alebo RASF1. Detekciu metylácie DNA je však možné prevádzať nielen na vzorkách tkanív, ale aj v moči, ejakuláte alebo sére. Translačný výskum preto ďalej hľadá nové biomarkery pre včasnú detekciu a prognózu karcinómu prostaty, vzhľadom na pomerne veľké rozdiely v použitých metódach ako aj v pacientskych súboroch však boli získané tak sľubné, tak aj kontroverzné výsledky. Preto sú na zistenie skutočného významu detekcie hypermetylácie DNA pre diagnostiku a prognózu karcinómu prostaty potrebné ďalšie randomizované prospektívne klinické štúdie a štadardizácia použitých metód.
Prostate cancer is one of the most common malignant diseases in men above the age of 50. A genetic predisposition and/ or acquired genetic and epigenetic changes together with lifestyle contribute to the development of the disease. The most studied epigenetic modifi cation in prostate cancer is the methylation of the cytosine located within the dinucleotide CpG of promoter regions of diff erent genes by methylation specifi c PCR. The evidence of gene silencing by DNA methylation in genes like GSTP1, APC or RASF1 is a common and relatively specifi c event in prostate cancer. DNA methylation testing can be performed on tissue samples or urine, ejaculate or serum. Translational research is searching for new bio markers for early detection and prognosis of prostate cancer, but because of large methodological diff erences in applied techniques and patient cohorts, the investigations have yielded promising, but also some controversial results. More prospective randomized trials and standardized methods are needed to assess the true value of methylation for the diagnosis and prognosis of prostate cancer.
- MeSH
- CpG Islands genetics MeSH
- Financing, Organized MeSH
- Humans MeSH
- DNA Methylation MeSH
- Biomarkers, Tumor analysis MeSH
- Prostatic Neoplasms diagnosis genetics MeSH
- Prognosis MeSH
- Check Tag
- Humans MeSH
- Male MeSH
- Publication type
- Review MeSH
xii, 322 s. : tab., grafy ; 25 cm
Východiska: Epigenetika je vědní obor zabývající se změnami v genové expresi, které nejsou způsobeny alterací pořadí nukleotidů v řetězci DNA. Společně se sekvenčními změnami je tzv. epigenetické reprogramování jedním ze získaných znaků nádorové buňky, které řídí kancerogenezi. V rámci epigenetické regulace genové exprese se uplatňuje několik různorodých mechanizmů, z nichž nejvíce zkoumaný je proces metylace DNA. Za fyziologických podmínek zajišťuje metylace DNA řízení tkáňově specifického umlčení exprese vybraných genů a napomáhá udržovat stabilitu genomu. V procesu maligní transformace dochází ke globální hypometylaci napříč genomem a lokus specifické hypermetylaci, zejména promotorů tumor supresorových genů. Během několika posledních desítek let se ukázalo, že aberantní metylace DNA může sloužit jako biomarker nádorových onemocnění a také jako terapeutický cíl, což podnítilo probíhající snahy o vylepšení stávajících diagnostických a terapeutických možností v onkologii. Cíl: Hlavním cílem této přehledové práce je představit biomarkery asociované s nádorem a specifické testy vyvinuté pro diagnostiku nádorových onemocnění, které jsou založeny na stanovení úrovně metylace DNA. Zahrnuty jsou jak rutinně používané testy, tak nově vyvinuté komerčně dostupné testy s certifikací pro in vitro diagnostiku. Dále jsou popsány terapeutické implikace, které aberantní metylace DNA přináší, přičemž jsou zmíněna léčiva schválená i léčiva procházející klinickým hodnocením.
Background: Epigenetics is a scientific field that covers changes in gene expression that are not caused by the alteration of the nucleotide sequence in the DNA strand. Together with sequential changes, epigenetic reprogramming is a recognized cancer hallmark driving carcinogenesis. The underlying mechanisms of epigenetically-driven gene expression changes are diverse. However, one of the most extensively studied mechanisms is a change in DNA methylation. Under physiological conditions, DNA methylation ensures tissue-specific gene silencing and helps to maintain genome stability. With malignant transformation, genomic DNA undergoes global hypomethylation as well as locus-specific hypermethylation in promoters of tumor suppressor genes. In the last few decades, specific aberrant DNA methylation changes have emerged as both cancer-associated biomarkers and therapeutic targets and prompted ongoing efforts to enhance both diagnostic and therapeutic means in oncology. Purpose: The main purpose of this review is to introduce both established and emerging DNA methylation-based biomarkers for cancer diagnostics with a focus on biomarkers that are either routinely used or have been developed as commercial tests with certification for their use within in vitro diagnostics. Furthermore, therapeutic options for targeting aberrant DNA methylation are described, including both approved compounds and newly developed agents undergoing clinical investigation.
- MeSH
- Early Detection of Cancer methods MeSH
- Epigenomics methods MeSH
- Genetic Techniques classification MeSH
- Precision Medicine methods MeSH
- Humans MeSH
- DNA Methylation * physiology genetics MeSH
- Biomarkers, Tumor MeSH
- Neoplasms * diagnosis therapy MeSH
- Antineoplastic Agents pharmacology therapeutic use MeSH
- Check Tag
- Humans MeSH
- Publication type
- Research Support, Non-U.S. Gov't MeSH
- Review MeSH
Moderní přístupy k onkologické diagnostice a léčbě jsou dnes již neodmyslitelně spjaty s využíváním nejnovějších poznatků biomedicínských věd. Jedním z hlavních trendů molekulární medicíny je rozvoj metodik umožňujících paralelní sledování exprese velkého počtu genů nebo proteinů – tzv. funkční genomika a proteomika. Tyto techniky umožňují identifikovat diferenciální genovou expresi, tj. nalézt rozdíly mezi expresí genů u dvou či více vzorků buněk nebo tkání různých typů (např. normálních a nádorových buněk) nebo kultivovaných za různých podmínek. Tak přispívají k objasnění mechanizmů maligního zvratu, mohou sloužit jako východisko pro rozvoj cílené protinádorové genové terapie, sledování odpovědi pacienta na léčbu a predikci dalšího vývoje onemocnění. Genomické metody se v posledních letech rychle rozvíjely – od diferenciální a subtraktivní hybridizace a diferenciálního displaye až po sériovou analýzu genové exprese a DNA čipy (microarrays). Uplatňují se také tkáňové a proteinové čipy a další proteomické přístupy. V současné době jsou stále více využívány DNA čipy umožňující detekci exprese celého lidského genomu, které nabízejí značné možnosti pro onkologický výzkum i klinickou praxi. U mnoha typů nádorů byly pomocí čipů nalezeny nové markery nádorového růstu a progrese onemocnění, z nichž některé jsou již úspěšně využívány v klinické praxi pro optimalizaci léčby omezující zátěž pacienta (např. u nádorů prsu).
Contemporary approaches to diagnostics and therapy in oncology are nowadays tightly coupled to novel findings of biomedical science. One of the main trends in molecular medicine is the development of methodologies enabling parallel monitoring of expression of large quantities of genes or proteins - so called functional genomics and proteomics. These techniques allow determination of differential gene expression, i.e. evaluation of differences in gene expression between two or more cell or tissue samples of different types (e.g. normal or cancer cells) or coming from different culture conditions. These approaches help in elucidating causes of malignant transformation and can serve as a base for development of targeted anticancer gene therapy, monitoring of patient response to treatment and prediction of further disease development. Genomic approaches have undergone rapid development in the last few years - from differential and subtractive hybridisation through differential display all the way to serial analysis of gene expression and DNA microarrays. Besides that, tissue and protein arrays and other proteomic approaches have been also used. Currently DNA microarrays covering expression of the whole human genome, having significant potential in oncological research and clinical praxis, have been used more and more frequently. Many new tumor growth and progression markers were found using such approaches. Some of these markers have been already successfully used in clinical practice (e.g. in breast cancer) for therapy optimisation and minimisation of patient discomfort.
- MeSH
- Protein Array Analysis methods instrumentation utilization MeSH
- DNA analysis genetics MeSH
- Gene Expression genetics MeSH
- Research Support as Topic MeSH
- In Situ Hybridization, Fluorescence methods MeSH
- Humans MeSH
- Neoplasms diagnosis genetics therapy MeSH
- Review Literature as Topic MeSH
- Prognosis MeSH
- RNA analysis genetics MeSH
- Check Tag
- Humans MeSH
Ascochyta blight of chickpea is caused by Ascochyta rabiei (Pass.) Labr. which is primarily seedborne. For rapid detection and precise identification of A. rabiei, a sequence-characterized amplified region (SCAR) marker was developed for detection of genomic DNA and infected plant DNA. An SSR primer amplified monomorphic band was cloned in pGEM®-T easy vector and sequenced. The best primer pair was selected and validated on A. rabiei. The specificity and sensitivity of the SCAR-based marker designated as MBAR was evaluated using conventional PCR and real-time PCR. The marker produced consistently an amplicon size of 196 bp in all A. rabiei isolates tested. The sensitivity of the marker was 0.1 ng of genomic fungal DNA and 0.5 ng of plant DNA by conventional PCR and 0.5 pg of A. rabiei DNA and 1.0 pg of plant DNA by real-time PCR. This is the first SCAR marker having high specificity and sensitivity towards A. rabiei. The marker may be useful in detecting the pathogen before the disease appearance and in plant quarantine program to detect the pathogen in seed lots.
