Метилирование отдельных CpG-динуклеотидов в генах сигнального пути Wnt как потенциальный эпигенетический маркер злокачественных новообразований молочной железы

Актуальность. Аномальные изменения профилей метилирования ДНК в опухолевых клетках обладают высоким потенциалом для применения в качестве онкомаркеров. Злокачественные новообразования молочной железы являются одним из наиболее распространённых типов онкопатологии, в связи с чем идентификация новых молекулярно-генетических диагностических маркеров приобретает особую актуальность. Цель. Целью работы явилась характеристика профилей метилирования генов онкогенного пути Wnt SFRP2 , PYGO1 и WIF1 с точки зрения их потенциального применения в качестве эпигенетических маркеров злокачественных новообразований молочной железы. Материалы и методы. Для характеристики профилей метилирования ДНК вблизи точек начала транскрипции генов-кандидатов использован метод бисульфитного секвенирования. Анализ аналитической чувствительности и специфичности детекции опухолей проводили с помощью кривых ROC в статистическом пакете SPSS. Результаты. В опухолевых образцах обнаружено гиперметилирование исследованных областей генов SFRP2 , PYGO1 и WIF1 , включающих 14, 5 и 7 CpG-динуклеотидов, соответственно. В целом, в опухолях уровень метилирования ДНК был значительно выше, чем в гистологически нормальной ткани. Использование индекса метилирования наиболее информативных единичных CpG-динуклеотидов обеспечило высокие показатели чувствительности и специфичности детекции опухолевых образцов: 88% и 94% (ген SFRP2 , здесь и далее: чувствительность и специфичность), 100% и 81% (ген PYGO1 ), 81% и 88% (ген WIF1 ). Значимых изменений уровня метилирования CpG-динуклеотидов в зависимости от клинической стадии опухолей не обнаружено, что свидетельствует о раннем возникновении аномалий гиперметилирования при развитии рака молочной железы. Выводы. Уровень метилирования отдельных CpG-динуклеотидов генов SFRP2 , PYGO1 и WIF1 позволяет с высокой точностью детектировать образцы злокачественных новообразований молочной железы и представляет интерес в качестве потенциальных диагностических маркеров. Обнаружение аномального гиперметилирования уже на ранних стадиях развития опухоли перспективно в контексте разработки методов ранней онкодиагностики.

метилирование ДНК, CpG-динуклеотиды, эпигенетические биомаркеры, злокачественные новообразования молочной железы, бисульфитное пиросеквенирование, DNA methylation, CpG-sites, epigenetic biomarkers, breast cancer, bisulfite pyrosequencing

1. Warton K, Samimi G. Methylation of cell-free circulating DNA in the diagnosis of cancer. Front Mol Biosci. 2015;2(13): eCollection.

2. Cancer Genome Atlas Network. Comprehensive molecular portraits of human breast tumours. Nature. 2012;490(7418):61-70.

3. Vogelstein B, Papadopoulos N, Velculescu VE et al. Cancer genome landscapes. Science. 2013; 339(6127):1546-58.

4. Кекеева ТВ, Жевлова АИ, Подистов ЮИ. Аномальное метилирование генов-супрессоров опухолевого роста и микросателлитная нестабильность в предраковых состояниях шейки матки. Молекулярная биология. 2006;40:224-230.

5. van Hoesel AQ, Sato Y, Elashoff DA et al. Assessment of DNA methylation status in early stages of breast cancer development. Br J Cancer. 2013;108(10):2033-2038.

6. Skvortsova TE, Rykova EY, Tamkovich SN et al. Cell-free and cell-bound circulating DNA in breast tumours: DNA quantification and analysis of tumour-related gene methylation. Br J Cancer. 2006;94(10):1492-1495.

7. Ponomaryova AA, Rykova EY, Cherdyntseva NV et al. Potentialities of aberrantly methylated circulating DNA for diagnostics and post-treatment follow-up of lung cancer patients. Lung Cancer. 2013;81(3):397-403.

8. Botla SK, Gholami AM, Malekpour M et al. Diagnostic values of GHSR DNA methylation pattern in breast cancer. Breast Cancer Res Treat. 2012;135(3):705-713.

9. Lin SY, Xia W, Wang JC et al. Beta-catenin, a novel prognostic marker for breast cancer: its roles in cyclin D1 expression and cancer progression. Proc Natl Acad Sci U S A 2000;97:4262-4266.

10. Takebe N, Warren RQ, Ivy SP. Breast cancer growth and metastasis: interplay between cancer stem cells, embryonic signaling pathways and epithelial-to-mesenchymal transition. Breast Cancer Res. 2011;13(3):211.

11. Moskalev EA, Zavgorodnij MG, Majorova SP et al. Correction of PCR-bias in quantitative DNA methylation studies by means of cubic polynomial regression. Nucleic Acids Res. 2011;39(11):e77.

12. Anastas JN, Moon RT. WNT signalling pathways as therapeutic targets in cancer. Nat Rev Cancer. 2013;13(1):11-26.

13. Klarmann GJ, Decker A, Farrar WL. Epigenetic gene silencing in the Wnt pathway in breast cancer. Epigenetics. 2008;3(2):59-63.

14. Rush LJ, Raval A, Funchain P et al. Epigenetic profiling in chronic lymphocytic leukemia reveals novel methylation targets. Cancer Res. 2004;64(7):2424-2433.