Диагностика заболевания на основе мРНК
Технологии диагностики заболеваний на основе мРНК являются диагностическими процедурами с использованием РНКссенджеров. [ 1 ] в качестве инструментов молекулярной диагностики для обнаружения взаимосвязи между ДНК пациента и их конкретными биологическими особенностями. Технологии диагностики заболеваний на основе мРНК были широко применяются в области медицины в последние годы, особенно при ранней диагностике опухолей (например, почечного рака, рак , [ 2 ] гепатоцеллюлярная карцинома , [ 3 ] [ 4 ] рак молочной железы [ 5 ] и рак простаты [ 6 ] ) Технология может быть применена к различным типам образцов в зависимости от того, насколько легко доступны образцы и надежно содержат ли образцы мРНК, связанную с конкретными заболеваниями. Например, в гепатоцеллюлярной карциноме, [ 3 ] Опухолевые ткани, вырезанные во время операции, являются хорошим ресурсом для теста на основе мРНК для анализа. Среди тех, которые наиболее часто используются образцы, образец крови является одним из наиболее легко доступных с помощью минимально инвазивного метода. дегенеративные заболевания. Кровь использовалась в ранней диагностике некоторых раковых заболеваний, [ 7 ] [ 8 ] такие как немелкий рак легких [ 9 ] и нейроэндокринные опухоли. [ 10 ]
Фон
[ редактировать ]Несмотря на то, что современная медицина развивается на протяжении веков, мы все еще сталкиваемся с довольно количеством медицинских проблем. Например, при раке молочной железы три традиционных выражения регулярно подвергаются скринингу на целевую терапию. [ 11 ] Однако для тройного негативного рака молочной железы ни один из этих биомаркеров не может быть обнаружена, оставляя его с плохим прогнозом и высокой смертностью. Инновационные технологии, такие как мРНК , направлены на решение таких вопросов, связанных со здоровьем, которые все еще существуют сегодня. [ 12 ]
Обычно используемые методы при диагностике заболеваний на основе мРНК
[ редактировать ]- Секвенирование РНК (РНК-seq)
- РНК-seq представляет собой высокопроизводительную технологию секвенирования РНК, которая позволяет ученым профилировать всю РНК ( транскриптом ). Следовательно, новые транскрипты и уровень экспрессии генов могут быть идентифицированы на основе библиотек кДНК . Этот метод может быть использован для диагностики рака и оценки лечения. [ 13 ]
- Обратная транскрипционная полимеразная цепная реакция (ОТ-ПЦР)
- ОТ-ПЦР является широко используемым методом обнаружения экспрессии мРНК. Это позволяет обратной транскрипции мРНК в кДНК для дальнейшей идентификации и квалификации. В начале 1992 года ОТ-ПЦР была применена в экспрессии гена PSA в периферической крови для ранней диагностики рака простаты. [ 6 ]
- Цифровая ПЦР (DPCR)
- DPCR является относительно точным методом количественного определения измерения начальной концентрации целей мРНК. Это может быть применено для анализа генетических и эпигенетических изменений. [ 14 ]
- Гибридизация на месте (ISH)
- ISH - это метод визуализации, зависящий от ткани для идентификации мРНК, нацеленной на образцы. «Ткань» может быть образец крови. При хронической миелоидной лейкозе ISH был применен на образцах периферической кровь. [ 15 ]
Рабочий процесс
[ редактировать ]Общий рабочий процесс диагностики заболеваний на основе мРНК может быть обобщен в качестве следующих шагов: [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]
- Сбор образцов для целевого заболевания. Образцами для технологии, основанной на мРНК, могут быть кровь , моча , клеточная культура , биопсия тканей , бронхиальная альвеола-лаваж, слюна, спинномозговая жидкость . Основной принцип для получения биологических образцов для диагностики заболеваний на основе мРНК заключается в том, что образцы являются подходящими, доступными, сохранимыми, этическими и минимальными инвазивными. Кроме того, для некоторых конкретных исследований образцы должны быть собраны в течение определенного времени, чтобы гарантировать качество и снизить потенциальные загрязняющие вещества.
- Обработка РНК: этот шаг включает в себя экстракцию РНК , обратную транскрипцию к кДНК, амплификацию и обнаружение. Целью обработки РНК является квалификация и количественная оценка предполагаемых генов для дальнейшего анализа.
- Анализ данных: После получения квалифицированных необработанных данных с последнего шага технология биоинформатики будет применена для дальнейшего анализа данных. Существуют различные инструменты и программное обеспечение для анализа данных, включая нормализацию данных, статистический анализ и моделирование. Цель состоит в том, чтобы выбрать специфические гены, которые значительно различаются, экспрессируются между образцами заболевания и неразовых. Эти выбранные гены могут быть идентифицированы как диагностические биомаркеры для дальнейшей проверки.
- Проверка биомаркера мРНК: биомаркеры мРНК выбираются биоинформационными методами. Таким образом, их необходимо протестировать с помощью реальных образцов с надежным экспериментом на реальных выявленных образцах с четкой и точной клинической диагнозом.
- Клиническое применение. Можно провести проверенный метод диагностики на основе мРНК для конкретных заболеваний вместе с другими клиническими исследованиями для достижения комплексной оценки статуса пациента. Экзамен на основе мРНК может предоставить медицинским работникам интерпретацию на уровне РНК и помочь в дальнейшей терапии.
Характеристики
[ редактировать ]Высокая чувствительность
[ редактировать ]Возьмите рак молочной железы в качестве примера. Чувствительность традиционного ультразвукового скрининга на рак молочной железы может составлять 76%. [ 19 ] В то время как с помощью метода диагностики мРНК на основе крови чувствительность может составлять 80,6%. [ 20 ]
Квалифицированное и количественное измерение
[ редактировать ]Технологии диагностики заболеваний на основе мРНК позволяют количественно измерению мРНК в определенных образцах, таких как лейкемия [ 21 ]
Направляя персонализированную терапию
[ редактировать ]Поскольку некоторые технологии, такие как РНК-seq, могут обеспечить весь транскриптом индивидуума, диагноз заболевания на основе мРНК может быть разработан в ландшафте персонализированной медицины. При раке молочной железы HER-2 обнаружение уровней экспрессии мРНК ERBB2 полезно для прогнозирования реакции на лечение на основе HER2. [ 22 ]
Ранняя диагностическая и прогнозирующая метод
[ редактировать ]Как упоминалось выше, технология диагностики заболевания на основе мРНК более чувствительна и специфична к определенным заболеваниям. Несмотря на то, что нет очевидного симптома, технология диагностики заболевания на основе мРНК может служить методом скрининга ранних изменений уровней РНК. [ 23 ] Экспрессия мРНК с высокой сывороточной метадгерином наблюдалась при колоректальном раке и связана с плохо дифференцированными гистологическими оценками [ 24 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Чой, Джунхон; Грозови, Рослин; Прабхакар, Арджун; Лапоинте, Кристофер П.; Ван, Джинфан; Пуглиси, Джозеф Д. (2018-06-20). «Как Мессенджер РНК и последовательности зарождающихся цепей регулируют удлинение трансляции» . Ежегодный обзор биохимии . 87 : 421–449. doi : 10.1146/annurev-biochem-060815-014818 . ISSN 1545-4509 . PMC 6594189 . PMID 29925264 .
- ^ Он, Фен, Фен; , yexin Li ; 270. DOI : / . 10.1186 S12916-022-02467-1
- ^ Jump up to: а беременный Tsutsumi, M.; Сакамуро, Д.; Такада, А.; Zang, S.; Furukawa, T.; Танигучи, Н. (май 1996 г.). «Обнаружение уникальных видов РНК γ-глутамил-трансептидазы мессенджера, тесно связанных с развитием гепатоцеллюлярной карциномы у людей: новый кандидат на раннюю диагностику гепатоцеллюлярной карциномы» . Гепатология . 23 (5): 1093–1097. doi : 10.1002/hep.510230524 . ISSN 0270-9139 . PMID 8621139 .
- ^ Омар, Ханиза; Лим, Чун Рен; Чао, Самуил; Ли, Мишель Мей Лин; Бонг, Чин Вэй; Оои, Эди Цзянь Цзяк; Ю, Чун Геок; Тан, Сок Сиам; Абу Хасан, Мухаммед Радзи; Менон, Джаярам; Мутукаруппан, Раман; Сингх, Мандип; Ник Абдулла, Ник Азим; Ooi, бун Фо; Дин, Роберт Фуа Хуат (февраль 2015 г.). «Сигнатура гена крови для раннего обнаружения гепатоцеллярной карциномы у пациентов с хроническим гепатитом В» . Журнал клинической гастроэнтерологии . 49 (2): 150–157. Doi : 10.1097/mcg.00000000000112 . ISSN 1539-2031 . PMID 25569223 . S2CID 20567541 .
- ^ Челешник, Елена (2023-02-08). «Испытания на мРНК на основе крови как новые диагностические инструменты для персонализированной медицины при раке молочной железы» . Рак . 15 (4): 1087. doi : 10.3390/раковые камни15041087 . PMC 9954278 . PMID 36831426 .
- ^ Jump up to: а беременный Мул, Джадд В.; Merseburger, Axel S.; Шривастава, Шив (июнь 2002 г.). «Молекулярные маркеры при раке простаты: роль в предоперационной стадии» . Клинический рак простаты . 1 (1): 42–50. doi : 10.3816/cgc.2002.n.006 . ISSN 1540-0352 . PMID 15046712 .
- ^ Вурдингер, Томас; В 'teld, sjors gjg; Лучший, Мирон Г. (2020-04-01). «РНК тромбоцитов как пан-мочевой биомаркер для обнаружения рака» . РАНКА . 80 (7): 1371–1373. doi : 10.1158/0008-5472.can-19-3684 . ISSN 1538-7445 . PMID 32075797 . S2CID 211215420 .
- ^ Имамура, Тайсук; Ома, Хисаши; ; Казума кислоты » . World Journal of Gastroenterology . 22 (25): 5627–5641. DOI : 10.3748/ . ISSN 2219-2840 . PMC 4932201. . PMID 27433079 WJG.V22.I25.5627
- ^ Ротунно, Мелисса; Ху, Нэн; Су, Хуа; Ван, Чаою; Бертацци, Пир Альберто; Капорасо, Нил; Тейлор, Фил Р.; Ланди, Мария Тереза (2012-10-20). «Сигнатура экспрессии генов на основе крови рака легких на ранней стадии рака легких» . Журнал клинической онкологии . 30 (30_Suppl): 69. doi : 10.1200/jco.2012.30.30_suppl.69 . ISSN 0732-183X .
- ^ Малчевская, Анна; Бодей, Лиза; Кидд, Марк; Модлин, Ирвин М. (2019-03-01). «Измерение мРНК крови (Netest) для нейроэндокринной диагностики опухоли при изображении метастатического заболевания печени» . Журнал клинической эндокринологии и метаболизма . 104 (3): 867–872. doi : 10.1210/jc.2018-01804 . ISSN 1945-7197 . PMID 30358858 .
- ^ «Целевая терапия при раке молочной железы» . Канадское онкологическое общество . Получено 2024-03-09 .
- ^ Чонг, Ка Ван Эмили; Chhoi, Syn-Yu Rachel; Ли, Лок Тинг Клэр; Ли, Лам Элла; Цанг из Фунга; Чинг, Инь Тунг; Чхо, Уильям Чи; Вонг, Элейн Юэ Лин; Вонг, Sze Cuen Cesar (июль 2019 г.). Полем Экспертный обзор молекулярной диагностики 19 (7): 579–590. doi : 10.1080/ 1473715.2019.1633307 ISSN 1744-8 PMID 311215265 . 195066095S2CID
- ^ Ни, Юэ-Хуа; Лю, Сяо-Дан; Хуан, Руйсуу; Xie, da-fei; Инь, Вэнь-Джун; Гуан, Хуа; Ю, Зиццзян; Чжоу, Пин-Кун (2019). «Анализ паттернов экспрессии мРНК в клетках периферических крови у 3 пациентов с раком после первой фракции 2 Гр . Доза-ответ . 17 (1): 1559325819833474. DOI : 10.1177/1559325819833474 . ISSN 1559-3258 . PMC 6393837 . PMID 30833875 .
- ^ Молнар, Бела; Голубь, Орсоля; Калмар, Александра; Бартак, Кинг Барбара; Великолепно, Зсофия Бригитта; Тот, Кинг; Тулассай, Zsolt; Правда, Питер; Данк, Магдольна (июнь 2019 г.). «Циркулирующие клетки нуклеиновые кислоты в качестве биомаркеров при скрининге и диагностике колоректального рака - обновление» . Экспертный обзор молекулярной диагностики . 19 (6): 477-498. Doi : 10.1080/14737159.2019.1613891 . ISSN 1744-8352 . PMID 31046485 . S2CID 143434977 .
- ^ Le Gouill, S.; Talmant, P.; Настое, n.; Дэвиет, А.; Ancelot, M.; Moreau, P.; Harousseau, JL; Bataille, R.; Avet-Loiseau, H. (апрель 2000 г.). «Флуоресцентная гибридизация in situ на образцах периферической кровь является надежным методом оценки цитогенетического ответа при хронической миелоидной лейкозе» . Журнал клинической онкологии . 18 (7): 1533–1538. doi : 10.1200/jco.2000.18.7.1533 . ISSN 0732-183X . PMID 10735902 .
- ^ Керр, Кэти; Макани, Хелен; Смит, Лаура Дж.; Бейли, Кейтлин; Макки, Шейн; Макнайт, Эми Джейн (28 апреля 2020 года). «Обзор обзора и предложенный рабочий процесс для многооэмических исследований редких заболеваний» . ОРФАНЕТНЫЙ ЖУРНАЛ РЕДИЧНЫХ БОЛЬШЕ . 15 (1): 107. doi : 10.1186/s13023-020-01376-x . ISSN 1750-1172 . PMC 7189570 . PMID 32345347 .
- ^ , ; Менгжи Чжан 672–691 . PMID 35818566 .
- ^ Керр, Кэти; Макани, Хелен; Смит, Лаура Дж.; Бейли, Кейтлин; Макки, Шейн; Макнайт, Эми Джейн (декабрь 2020 года). «Обзор обзора и предложенный рабочий процесс для многооэмических исследований редких заболеваний» . ОРФАНЕТНЫЙ ЖУРНАЛ РЕДИЧНЫХ БОЛЬШЕ . 15 (1): 107. doi : 10.1186/s13023-020-01376-x . PMC 7189570 . PMID 32345347 .
- ^ Чен, Хай-Лонг; Чжоу, Цзя-Кин; Чен, Цянь; Дэн, Юн-Чуан (2021-07-02). «Сравнение чувствительности маммографии, ультразвуковой, магнитной резонансной томографии и комбинаций этих методов визуализации для обнаружения малого (≤2 см) рака молочной железы» . Лекарство . 100 (26): E26531. doi : 10.1097/md.0000000000026531 . PMC 8257894 . PMID 34190189 .
- ^ Aarøe, Jørgen; Линдаль, Торбьерн (2010). «Профилирование экспрессии генов клеток периферической крови для раннего обнаружения рака молочной железы» . Рак молочной железы Res . 12 (1): R7. doi : 10.1186/bcr2472 . PMC 2880427 . PMID 20078854 .
- ^ Gabert, J.; Beillard, E.; van der Velden, VHJ; Bi, W.; Grimwade, D.; Pallisgaard, N.; Барбани, Г.; Cazzaniga, G.; Cayuela, JM; Пещера, ч.; Хлеб, ф.; Aerts, Jle; Микели, Д.; Тирион, х.; Прадель В. (декабрь 2003 г.). Количественный обратный обратный обратный обратный полимерасса полимераза . Лейкемия 17 (12): 2318–2357. Два : 10 1038/SJ . ISSN 0887-6 14562125PMID 8961807S2CID
- ^ Шеттини, Франческо; Прат, Алеикс (октябрь 2021 г.). «Расширение биологической гетерогенности HER2-позитивного рака молочной железы» . Грудь (Эдинбург, Шотландия) . 59 : 339–350. doi : 10.1016/j.breast.2021.07.019 . ISSN 1532-3080 . PMC 8374722 . PMID 34392185 .
- ^ Хан, Марк (2008). «Новый набор из пяти генов на основе крови, набор из пяти генов для обнаружения колоректального рака» . Clin Cancer Res . 14 (2): 455–460. doi : 10.1158/1078-0432.ccr-07-1801 . PMID 18203981 .
- ^ Абдель Гафар, Мухаммед Тарек; Гариб, Фатма; Абдель-Салам, Шериф; Элхули, Рехам Абделькадер; Элшора, Ахмед; Шалаби, Халед Х.; Эль-Гюинди, Дина; Эль-Рашиди, Мохамед Али; Солиман, Nema A.; Абу-эльенин, Мира Магед; Аллам, Альзахраа А. (2020-04-01). «Роль экспрессии мРНК метадгерина в сыворотке в диагностике и прогнозирование выживаемости у пациентов с колоректальным раком» . Молекулярная биология отчетов . 47 (4): 2509–2519. doi : 10.1007/s11033-020-05334-5 . ISSN 1573-4978 . PMID 32088817 . S2CID 211234528 .