Preview

Кардиоваскулярная терапия и профилактика

Расширенный поиск

Влияние преаналитических переменных на качество внеклеточной ДНК. Биобанкирование материала для выделения внеклеточной ДНК

https://doi.org/10.15829/1728-8800-2021-3114

Полный текст:

Аннотация

Поиск ранних маркеров заболеваний, разработка диагностических тест-систем в последнее время все больше расширяется в рамках геномики. В качестве объектов генетических исследований используют геномную дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК), внеклеточную ДНК (вкДНК) и ДНК микробиоты, получаемые из разных типов образцов: тканей, крови и ее производных, кала и др. Показано, что вкДНК, которая попадает в кровоток, в частности, в результате апоптоза, некроза, активной секреции опухолей и при метастазировании, имеет большое значение для изучения молекулярных механизмов патологического процесса и применения в клинической практике. Анализ циркулирующих нуклеиновых кислот может использоваться в диагностике для мониторинга реакции на лечение, оценки возникновения лекарственной устойчивости и количественной оценки минимального остаточного заболевания. В обзорной статье отражены сведения о биоматериале — источнике вкДНК, способах выделения вкДНК, хранения и использования для диагностики определенных заболеваний. ВкДНК может присутствовать в биологических жидкостях, таких как кровь, моча, слюна, синовиальная и цереброспинальная жидкость. Выделяют вкДНК в большинстве случаев из производных крови — сыворотки и плазмы, причем наиболее правильно использовать именно плазму крови для выделения вкДНК. Оптимальным и экономически целесообразным является использование пробирок с этилендиаминтетрауксусной кислотой для взятия крови и получения плазмы с последующим выделением вкДНК. Есть данные, что оптимальным сроком хранения в пробирке с этилендиаминтетрауксусной кислотой от момента забора крови до последующего выделения является 2-часовой интервал. После центрифугирования вкДНК в плазме (или сыворотке) может храниться длительное время при температуре -80O C. Хранение при -20O С нежелательно, поскольку при такой температуре увеличивается ее фрагментация.

Об авторах

В. А. Кондрацкая
ФГБУ Национальный медицинский исследовательский центр терапии и профилактической медицины Минздрава России
Россия

Виктория Александровна Кондрацкая — младший научный сотрудник лаборатории “Банк биологического материала”, лаборант-исследователь.

Москва. Тел.: +7 (906) 044-25-02



М. С. Покровская
ФГБУ Национальный медицинский исследовательский центр терапии и профилактической медицины Минздрава России
Россия

Мария Сергеевна Покровская — кандидат биологических наук, руководитель лаборатории “Банк биологического материала”.

Москва



Ю. В. Долудин
ФГБУ Национальный медицинский исследовательский центр терапии и профилактической медицины Минздрава России
Россия

Юрий Валерьевич Долудин — руководитель лаборатории развития биомедицинских технологий.

Москва



А. Л. Борисова
ФГБУ Национальный медицинский исследовательский центр терапии и профилактической медицины Минздрава России
Россия

Анна Львовна Борисова — ведущий инженер лаборатории “Банк биологического материала”.

Москва



А. С. Лимонова
ФГБУ Национальный медицинский исследовательский центр терапии и профилактической медицины Минздрава России
Россия

Алена Сергеевна Лимонова — лаборант лаборатории клиномики.

Москва



А. Н. Мешков
ФГБУ Национальный медицинский исследовательский центр терапии и профилактической медицины Минздрава России
Россия

Алексей Николаевич Мешков — кандидат медицинских наук, руководитель лаборатории молекулярной генетики.

Москва



О. М. Драпкина
ФГБУ Национальный медицинский исследовательский центр терапии и профилактической медицины Минздрава России
Россия

Оксана Михайловна Драпкина — доктор медицинских наук, профессор, член-корр. РАН, директор.

Москва



Список литературы

1. Muhanna N, Eu D, Chan HL, et al. Cell-free DNA and circulating tumor cell kinetics in a pre-clinical head and neck Cancer model undergoing radiation therapy. BMC Cancer. 2021;21:1075. doi:10.1186/s12885-021-08791-8.

2. Corcoran RB, Chabner BA. Application of Cell-free DNA Analysis to Cancer Treatment. N Engl J Med. 2018;379(18):1754-65. doi:10.1056/NEJMra1706174.

3. Moati E, Taly V, Garinet S. Role of Circulating Tumor DNA in Gastrointestinal Cancers: Current Knowledge and Perspectives. Cancers (Basel). 2021; 13(19):4743. doi:10.3390/cancers13194743.

4. Siravegna G, Marsoni S, Siena S, Bardelli A. Integrating liquid biopsies into the management of cancer. Nat Rev Clin Oncol. 2017;14(9):531-48. doi:10.1038/nrclinonc.2017.14.

5. Chabon JJ, Simmons AD, Lovejoy AF, et al. Circulating tumour DNA profiling reveals heterogeneity of EGFR inhibitor resistance mechanisms in lung cancer patients. Nat Commun. 2016;10(7):11815. doi:10.1038/ncomms11815.

6. Parikh AR, Leshchiner I, Elagina L, et al. Liquid versus tissue biopsy for detecting acquired resistance and tumor heterogeneity in gastrointestinal cancers. Nat Med. 2019;25(9):1415-21. doi:10.1038/s41591-019-0561-9.

7. Holdenrieder S, Burges A, Reich O, et al. DNA integrity in plasma and serum of patients with malignant and benign diseases. Ann NY Acad Sci. 2008;1137:162-70. doi: 10.1196/annals.1448.013.

8. Wang BG, Huang HY, Chen YC, et al. Increased plasma DNA integrity in cancer patients. Cancer Res. 2003;63(14):3966-8.

9. Jiang WW, Zahurak M, Goldenberg D, et al. Increased plasma DNA integrity index in head and neck cancer patients. Int J Cancer. 2006;119(11):2673-6. doi:10.1002/ijc.22250.

10. Lee TH, Montalvo L, Chrebtow V, Busch MP. Quantitation of genomic DNA in plasma and serum samples: higher concentrations of genomic DNA found in serum than in plasma. Transfusion. 2001;41(2):276-82. doi: 10.1046/j.1537-2995.2001.41020276.x.

11. Steinman CR. Free DNA in serum and plasma from normal adults. J Clin Invest. 1975;56(2):512-5. doi:10.1172/JCI108118.

12. Umetani N, Giuliano AE, Hiramatsu SH, Amersi F, Nakagawa T, Martino S, Hoon DS. Prediction of breast tumor progression by integrity of free circulating DNA in serum. J Clin Oncol. 2006;24(26):4270-6. doi:10.1200/JCO.2006.05.9493.

13. Lui YY, Chik KW, Chiu RW, Ho CY, Lam CW, Lo YM. Predominant hematopoietic origin of cell-free DNA in plasma and serum after sex-mismatched bone marrow transplantation. Clin Chem. 200;48(3):421-7.

14. Beutler E, Gelbart T, Kuhl W. Interference of heparin with the polymerase chain reaction. Biotechniques 1990;9:166.

15. Page K, Guttery DS, Zahra N, et al. Influence of Plasma Processing on Recovery and Analysis of Circulating Nucleic Acids. Otsuka M. PLoS One. 2013;8(10): e77963.doi:10.1371/journal.pone.0077963.

16. Kang Q, Henry NL, Paoletti C, et al. Comparative analysis of circulating tumor DNA stability in K3EDTA, Streck, and CellSave blood collection tubes. Clin Biochem. 2016;49(18):1354-60. doi:10.1016/j.clinbiochem.2016.03.012.

17. Cell-Free DNA BCT. https://www.streck.com/products/ stabilization/cell-free-dna-bct/. (10 августа 2021).

18. Долудин Ю. В., Лимонова А. С., Козлова В. А. и др. Сбор и хранение ДНК-содержащего биоматериала и выделенной ДНК. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2020;19(6):2730. doi:10.15829/1728-8800-2020-2730.

19. Lui YYN, Chik K-W, Lo YMD. Does centrifugation cause the ex vivo release of DNA from blood cells? Clin Chem. 2002;48:2074-6.

20. Volckmar AL, Sultmann H, Riediger A, et al. A field guide for cancer diagnostics using cell-free DNA: From principles to practice and clinical applications. Genes Chromosom Cancer. 2018;57(3):123-39. doi:10.1002/gcc.22517.

21. Page K, Powles T, Slade MJ, et al. The Importance of Careful Blood Processing in Isolation of Cell-Free DNA. Ann NY Acad Sci. 2006;1075(1):313-7. doi:10.1196/annals.1368.042.

22. El Messaoudi S, Rolet F, Mouliere F, et al. Circulating cell free DNA: Preanalytical considerations. Clin Chim Acta. 2013;424:222-30. doi:10.1590/s2175-97902018000117368.

23. Xue X, Teare MD, Holen I, et al. Optimizing the yield and utility of circulating cell-free DNA from plasma and serum. Clin Chim Acta. 2009;404:100-4. doi:10.1016/j.cca.2009.02.018.

24. Board RE, Williams VS, Knight L, et al. Isolation and extraction of circulating tumor 575 DNA from patients with small cell lung cancer. Ann NY Acad Sci. 2008;1137:98-107 doi:10.1196/ annals.1448.020.

25. Chan KC, Yeung SW, Lui WB, et al. Effects of preanalytical factors on the molecular size of cell-free DNA in blood. Clin Chem. 2005;51:781-4. doi 10.1373/clinchem.2004.046219.

26. Risberg B, Tsui, DW, Biggs, H, et al. Effects of collection and processing procedures on plasma circulating cell-free DNA from cancer patients. J Mol Diagn. 2018;20(6):883-92. doi:10.1016/j.jmoldx.2018.07005.

27. Chen Z, Zhang S, Li C, et al. Comprehensive Evaluation of the Factors Affecting Plasma Circulating Cell-Free DNA Levels and Their Application in Diagnosing Nonsmall Cell Lung Cancer. Genet Test Mol Biomarkers. 2019;23(4):270-6. doi: 10.1089/gtmb.2018.0106.

28. Dewitte A, Tanga A, Villeneuve J, et al. New frontiers for platelet CD154. Exp Hematol Oncol. 2015;4(6):1-13. doi:10.1186/s40164-015-0001-626.

29. Norton SE, Luna KK, Lechner JM, et al. A New Blood Collection Device Minimizes Cellular DNA Release During Sample Storage and Shipping When Compared to a Standard Device. J Clin Lab Anal. 2013;27(4):305-11. doi:10.1002/jcla.21603.

30. Bronkhorst AJ, Aucamp J, Pretorius PJ. Cell-free DNA: Preanalytical variables. Clin Chim Acta. 2015;450:243-53. doi:10.1016/j.cca.2015.08.028.

31. Sozzi G, Roz L, Conte D, et al. Effects of prolonged storage of whole plasma or isolated plasma DNA on the results of circulating DNA quantification assays. J Natl Cancer Inst. 2005;97(24):1848-50. doi:10.1093/jnci/dji432.

32. Meddeb R, Pisareva E, Thierry AR. Guidelines for the Preanalytical Conditions for Analyzing Circulating Cell-Free DNA. Clin Chem. 2019;65(5):623-33. doi: 10.1373/clinchem.2018.298323.

33. Ali N, Rampazzo R de CP, Costa ADT, et al. Current Nucleic Acid Extraction Methods and Their Implications to Point-of-Care Diagnostics. Biomed Res Int. 2017;2017:1-13. doi:10.1155/2017/9306564.

34. Sorber L, Zwaenepoel K, Deschoolmeester V, et al. A Comparison of Cell-Free DNA Isolation Kits. J Mol Diagnostics. 2017; 19(1):162-8. doi:10.1016/j.jmoldx.2016.09.009.

35. Wang S, An T, Wang J, et al. Potential Clinical Significance of a Plasma-Based KRAS Mutation Analysis in Patients with Advanced Non-Small Cell Lung Cancer. Clin Cancer Res. 2010;16(4):1324-30. doi:10.1158/1078-0432.CCR-09-2672.

36. Devonshire AS, Whale AS, Gutteridge A, et al. Towards standardisation of cell-free DNA measurement in plasma: controls for extraction efficiency, fragment size bias and quantification. Anal Bioanal Chem. 2014;406(26):6499-512. doi:10.1007/s00216-014-7835-3.

37. Melkonyan HS, Feaver WJ, Meyer E, et al. Transrenal Nucleic Acids: From Proof of Principle to Clinical Tests. Ann NY Acad Sci. 2008;1137(1):73-81. doi:10.1196/annals.1448.015.

38. Yao W, Mei C, Nan X, et al. Evaluation and comparison of in vitro degradation kinetics of DNA in serum, urine and saliva: A qualitative study. Gene. 2016;590(1): 142-8. doi: 10.1016/j.gene.2016.06.033.

39. Pan W, Gu W, Nagpal S, et al. Brain Tumor Mutations Detected in Cerebral Spinal Fluid. Clin Chem. 2015;61(3):514-22. doi:10.1373/clinchem.2014.235457.

40. Asano H, Toyooka S, Tokumo M, et al. Detection of EGFR Gene Mutation in Lung Cancer by Mutant-Enriched Polymerase Chain Reaction Assay. Clin Cancer Res. 2006;12(1):43-8. doi:10.1158/1078-0432.CCR-05-0934.


Для цитирования:


Кондрацкая В.А., Покровская М.С., Долудин Ю.В., Борисова А.Л., Лимонова А.С., Мешков А.Н., Драпкина О.М. Влияние преаналитических переменных на качество внеклеточной ДНК. Биобанкирование материала для выделения внеклеточной ДНК. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2021;20(8):3114. https://doi.org/10.15829/1728-8800-2021-3114

For citation:


Kondratskaya V.A., Pokrovskaya M.S., Doludin Yu.V., Borisova A.L., Limonova A.S., Meshkov А.N., Drapkina O.M. Influence of preanalytical variables on the quality of cell-free DNA. Biobanking of cell-free DNA material. Cardiovascular Therapy and Prevention. 2021;20(8):3114. (In Russ.) https://doi.org/10.15829/1728-8800-2021-3114

Просмотров: 27


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1728-8800 (Print)
ISSN 2619-0125 (Online)