Detekce a využití epigenetických změn při diagnostice a monitorování karcinomu ovaria

Bc. Daniel Nesrsta

Master's thesis

Detection and use of epigenetic changes in the diagnosis and monitoring of ovarian cancer

Abstract:

Epigenetické změny jsou jednou z hlavních příčin změny genové expre-se, čímž ovlivňůjí hladinu exprese proteinů bez mutace nukledotidové sekvence a tím přispívají k tumorigenezi. Metylace DNA probíhá přede-vším na cytosinu, za nímž následuje guanin. Tyto oblasti jsou nazývány CpG dinukleotidy a jsou rozesety po celém genomu. Ve větší míře se vyskytují v promotorových oblastech genů. Bylo zjištěno, že se u karci-nomu ovaria vyskytují hypermetylované promotorové oblasti pro tumorsupresorové geny BRCA1, p16, MLH1, OPCML a RASSF1A. Snížení exprese tumorsupresorových genů zvyšuje riziko onemocnění karci-nomem ovarií, které se dále zvyšuje s přibývajícím věkem. Většinou je onemocnění diagnostikováno v pozdějších stádiích nemoci a vykazuje nízkou (<20%) pětiletou míru přežití. To zvyšuje potřebu nalezení vhodných biomarkerů pro detekci časných stádií onemocnění. Objevení možnosti neinvazivního vyšetření na přítomnost nemoci by zjednodušilo a urychlilo vyšetření. Metoda tekuté biopsie je jednou z možností vyšetření. Spočívá ve vyšetření krve na přítomnost nádorové DNA. Ta se do krve dostává z rozpadajících se nádorových buněk a obsahuje mutace a DNA modifikace přítomné v původní buňce. Tyto mutace či modifikace by mohly sloužit jako nové biomarky pro sledování vývoje onemocnění a jeho odpovědi na léčbu, díky možnosti častějšího a jednoduššího odběru. Cílem této práce je identifikování potencionálních biomarkerů karcinomu ovaria nesoucí aberantní metylace DNA a následný výběr a optimalizace metody pro jejich detekci v periferní krvi pacientů.

Abstract:

Epigenetic changes are one of the main causes of altered gene expression, thereby affecting the expression level of proteins without nuclide sequence mutation and thus contributing to tumorigenesis. DNA methylation occurs primarily on cytosine, followed by guanine. These regions are called CpG dinucleotides and are scattered throughout the genome. They are more abundant in the promoter regions of genes. Hypermethylated promoter regions for the BRCA1, p16, MLH1, OPCML and RASSF1A tumor suppressor genes have been found to occur in ovarian cancer. Decreased expression of tumor suppressor genes increases the risk of ovarian cancer, which increases further with age. The disease is usually diagnosed in the later stages of the disease and has a low (<20%) five-year survival rate. This increases the need to find suitable biomarkers for detecting the early stages of the disease. Discovering the possibility of non-invasive examination for the presence of the disease would simplify and speed up the examination. The liquid biopsy method is one of the examination options. It consists of examining the blood for the presence of tumor DNA. It enters the blood from decaying tumor cells and contains mutations and DNA modifications present in the original cell. These mutations or modifications could serve as new biomarkers for monitoring the development of the disease and its response to treatment, thanks to the possibility of more frequent and simpler sampling. The aim of this work is to identify potential biomarkers of ovarian cancer carrying aberrant DNA methylation and subsequent selection and optimization of a method for their detection in the peripheral blood of patients.

Keywords

Karcinom ovaria, metylace DNA, bisulfitové sekvenování, epigenetické změny, serózní karcinom

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 2. 2. 2021

Thesis defence

• Date of defence: 16. 2. 2021
• Supervisor: Mgr. Jitka Holčáková, Ph.D.
• Reader: doc. Mgr. Petr Beneš, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Biochemistry