Liquid biopsy analysis in Glioma: Pre-operative detection of IDH1, IDH2 and tert gene mutations in circulating free tumor DNA
Glıoma'da likit biyopsi analizi: Kanda dokaşan serbest tümör DNA'sındaki IDH1, IDH2 ve tert gen mutasyonlarının pre-operatif tespiti
- Tez No: 676108
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ TİMUÇİN AVŞAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Genetik, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Bahçeşehir Üniversitesi
- Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Sağlık Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Sinirbilim Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 97
Özet
Son yıllarda gliomalar üzerinde yapılan çalışmalar, farklı genlerin ve mutasyonlarının hem hastalığın seyri hem de hastanın yaşam süresi açısından önemini göstermektedir. Gliomagenezde rolü olan yeni genlerin ve yeni mutasyonların keşfi, gliomanın daha doğru tanısı ve tedavisi için tümöre özgü genler üzerinde kapsamlı bir analiz gerektirir. Giloma gelişimine dahil olan birkaç gen arasında en belirgin genler, İzositrat dehidrojenaz (IDH), Telomeraz ters transkriptaz (TERT) genleridir. Bu nedenle IDH1, IDH2 ve TERT mutasyonlarının doğru, zamanında ve hızlı tespiti önem kazanmıştır. İzositrat dehidrojenaz (IDH) krebs döngüsüne katılır ve hücrenin enerji metabolizmasını etkiler. IDH1 ve IDH2 genlerindeki mutasyon, hücrenin enerji metabolizmasını etkiler ve glioma için iyi bir prognostik belirteç olarak kabul edilir. Düşük evreli gliomada IDH mutasyonları sıktır. Düşük evreli gliomada en yaygın mutasyon IDH1 G395A (R132H) olarak tanımlanmıştır. Telomeraz ters transkriptaz, TERT geni tarafından kodlanan bir enzimdir ve hücre yaşlanmasında ve telomeraz korunmasında önemli rol oynar. TERT gen mutasyonlarının, özellikle glioblastoma multiforme (GBM) tipi glioma için kötü prognostik belirteç olduğu bilinmektedir. Gliomun uygun şekilde tespiti için hızlı ve ucuz mutasyon tespit yöntemlerine acilen ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada Locked Nucleic Acids (LNA) ve 3 mismatch Amplification Refractory Mutation Systems (3m-ARMS) dahil olmak üzere farklı yaklaşımlar kullanılarak kanda serbest dolaşan tümör DNA'sından (ctDNA) hastaların kan örneklerinden mutasyonları tespit eden gerçek zamanlı PCR tabanlı mutasyon tespit sistemlerinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Hem ctDNA hem de doku kaynaklı tümör örnekleri elde edilen 37 glioma hastası üzerinde çalışmalar yapılmıştır. Kanda dolaşan serbest tümör DNA'sı elde etmek, tümör dokusuna ulaşmaktan daha kolaydır, tümöre ait ayırt edici mutasyonları kan yoluyla tespit edebilmek çok önemlidir. Ancak beyin tümörlerinde tümörle ilişkili DNA parçalarının ne kadarının kan beyin bariyerini aşarak kanda tespit edilebilir hale geldiği bilinmemektedir. TERT C228T ve C250T mutasyonları, IDH1 R132H ve R132C mutasyonları ve IDH2 R172K mutasyonu için primer ve PCR optimizasyonları yapılmıştır. Elde edilen tüm numuneler için yeni nesil dizileme analizi de gerçekleştirilmiştir. Daha sonra, hem doku numuneleri hem de ctDNA'lar üzerinde 3m-ARMS ve LNA mutasyonu tespit yöntemlerinin tarama potansiyelini analiz edildi ve karşılaştırıldı. TERT C228T mutasyonunun tespiti için yapılan çalışmalar sonucunda doku kaynaklı örneklerin duyarlılığı 3m-ARMS için yüzde 30.76 ve LNA için yüzde 69.23 olarak bulundu. Doku örneklerinden TERT C250T mutasyonunun saptanmasındaki hassasiyet 3m-ARMS ile yüzde 66.6 ve LNA ile yüzde 6.66 olarak belirlendi. Bununla birlikte, ctDNA örneklerinden TERT C250T mutasyonunun duyarlılığı 3m-ARMS için yüzde 25 ve LNA için yüzde 26.66 bulundu. Doku örneklerinden alınan önceki IDH1/2 mutasyon saptama çalışması ile, 3m-ARMS için yüzde 100 duyarlılığa ulaşılmıştır ancak bu çalışmada, ctDNA için LNA mutasyon tespiti hem doku numunelerinde hem de ctDNA'larda IDH1 mutasyonlarının tespit edilememiştir. Ayrıca hiç bir hasta örneğinde IDH2 mutasyonu tespit edilmedi. Deneysel sonuçlara göre, 3m-ARMS tabanlı mutasyon tespiti, hem tümör dokusundan elde edilen DNAörneklerinde hem de hastaların plazmalarından elde edilen ctDNA'larda yüksek tarama potansiyeli gerçekleştirmiştir. Ancak ctDNA ile yapılan çalışmalarda, ortamda bulunan yabani tip DNA miktarının yüksek olması nedeniyle çalışmanın duyarlılığının ve özgüllüğünün daha düşük olduğu tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Recent studies on glioma proved the importance of different genes and their mutations in glioma for both for the disease course and the life span of the patient. Discovery of new genes and novel mutations having role in gliomagenesis require extensive analysis on genetic components on tumotr for better management of glioma. Among several genes involved in giloma development, the most prominent genes are Isocitrate dehydrogenease (IDH), Telomerase reverse transcriptase (TERT) genes. Therefore, accurate, timely and rapid detection of IDH1, IDH2 and TERT mutations have gained importance. Isocitrate dehydrogenase (IDH) participates in the crebs cycle and affects the energy metabolism of the cell. Mutation on IDH1 and IDH2 genes affects the energy metabolism of the cell and is accounted to be good prognostic marker for glioma. IDH mutations are frequent in low grade glioma. The most common mutation in low grade glioma was identified as IDH1 G395A (R132H). Telomerase reverse transcriptase is an enzyme coded by TERT gene and plays an important role in cell aging and telomerase maintanence. TERT gene mutations known to be bad prognostic marker for glioma especially for glioblastoma multiforme (GBM) type. Fast and cheap mutation detection methods are urgently needed for proper maintance of glioma. In this study, it is aimed to develop real time PCR based mutation detection systems that detect mutations from circulationg free tumor DNA (ctDNA) by using different approaches including Locked Nucleic Acids (LNA) and 3 mismatch Amplification Refractory Mutation Systems (3m-ARMS) in the blood samples of patients. Studies were performed on 81 glioma patients with both ctDNA and tissue-derived tumors samples obtained. Circulating free tumor DNA in the blood is easier to obtain than to reach tumor tissue, it is very important to be able to detect the necessary mutations through blood. However, it is not known how much of tumor associated DNA fragments in brain tumors cross the blood brain barrier and become detectable in the blood. Primer and PCR optimizations were conducted for TERT C228T and C250T mutations, IDH1 R132H and R132C mutations and IDH2 R172K mutation. We also performed next generation sequencing analysis for all samples obtained. After that, we analyzed and compared the screening potential of 3m-ARMS and LNA mutation detection methods on both tissue samples and ctDNAs. As a result of studies conducted for detection of the TERT C228T mutation, the sensitivity of tissue-derived samples was 30.76 percent for 3m-ARMS and 69.23 percent for LNA. Sensitivity in detecting TERT C250T mutation from tissue samples was determined as 66.6 percent with 3m-ARMS and 6.66 percent with LNA. However, the sensitivity of TERT C250T mutation from ctDNA samples was found 25 percent for 3m-ARMS and 26.66 percent for LNA. Our previous IDH1 / 2 mutation detection study from tissue samples achieved 100 percent sensitivity for 3m-ARMS however in this study for ctDNA, LNA mutation detection did not detect IDH1 mutations on both tissue samples and ctDNAs. Besides, IDH2 mutation was not found in all of patient samples. According to experimental results, 3m-ARMS based mutation detection conducted high screening potential on both tissue-derived samples and ctDNAs. However, in studies conducted with ctDNA, it was observed that the sensitivity and specificity of the study decreased due to the high amount of wild-type DNA in the environment.
Benzer Tezler
- Glio-SERS: Artificial intelligence and surface enhanced raman spectroscopy driven liquid biopsy method for brain tumor classification
Glio-SERS: Beyin tümörlerinin sınıflandırılması için yapay zeka ve yüzey güçlendirilmiş raman spektroskopisi tabanlı sıvı biyopsi yöntemi
HÜLYA TORUN
Doktora
İngilizce
2024
BiyomühendislikKoç ÜniversitesiBiyomedikal Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İHSAN SOLAROĞLU
PROF. DR. UTKAN DEMİRCİ
- Likit biyopsi ile elde edilen over kanseri kök hücrelerinde piRNA anlatım profili
piRNA expression profile in ovarian cancer stem cells obtained by liquid biopsy
ECE GÜMÜŞOĞLU ACAR
Doktora
Türkçe
2023
Genetikİstanbul ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUBA GÜNEL
- Küçük hücreli dışı akciğer kanseri olgularından sorumlu gen mutasyonlarının likit biyopsi yöntemi ile araştırılması
Investigation of responsible gene mutations in non-small cell lung cancer cases with small cell histology using liquid biopsy method
CEMAL ÇAĞRI ÇETİN
Doktora
Türkçe
2023
Tıbbi BiyolojiSüleyman Demirel ÜniversitesiTıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. PINAR ASLAN KOŞAR
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMET YUSUF TEPEBAŞI
- Akciğer kanseri hastalarında Likit Biyopsi yönteminin hastalık tanısı üzerine etkinliğinin araştırılması
Investigation of the efficacy of Liquid Biopsy method on the diagnosis of lung cancer patients
MALİKE İNCE
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
GenetikKocaeli ÜniversitesiTıbbi Genetik ve Moleküler Biyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NACİ ÇİNE
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEDA EREN KESKİN
- Akciğer kanseri hastalarında solid biyopsi ve likit biyopsi yöntemlerinin hastalık tanısı üzerine etkinliğinin araştırılması
Investigation of the effect of solid biopsy and liquid biopsy methods on disease diagnosis in lung cancer patients
AYŞEGÜL ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
GenetikKocaeli ÜniversitesiTıbbi Genetik ve Moleküler Biyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NACİ ÇİNE
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEDA EREN KESKİN