Результаты и перспективы использования общего профиля метилирования ДНК для оценки статуса промотора гена MGMT в злокачественных глиомах

Петрова Е.И.

ФГАУ «Национальный медицинский исследовательский центр нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко» Минздрава России

ORCID: 0000-0003-2498-4713

Галстян С.А.

ФГАУ «Научный медицинский исследовательский центр нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко» Минздрава России

ORCID: 0000-0001-9953-6654

Телышева Е.Н.

ФГАУ «Научный медицинский исследовательский центр нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко» Минздрава России

ORCID: 0000-0002-0370-8667

Рыжова М.В.

ФГАУ «Научный медицинский исследовательский центр нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко» Минздрава России

ORCID: 0000-0001-7206-6365

Результаты и перспективы использования общего профиля метилирования ДНК для оценки статуса промотора гена MGMT в злокачественных глиомах

Авторы:

Петрова Е.И., Галстян С.А., Телышева Е.Н., Рыжова М.В.

Подробнее об авторах

Журнал: Журнал «Вопросы нейрохирургии» имени Н.Н. Бурденко. 2023;87(6): 52‑58

DOI: 10.17116/neiro20238706152

Загрузок: 19

Скачать PDF (EN)

Связаться с автором

Оглавление

Как цитировать:

Петрова Е.И., Галстян С.А., Телышева Е.Н., Рыжова М.В. Результаты и перспективы использования общего профиля метилирования ДНК для оценки статуса промотора гена MGMT в злокачественных глиомах. Журнал «Вопросы нейрохирургии» имени Н.Н. Бурденко. 2023;87(6):52‑58.
Petrova EI, Galstyan SA, Telysheva EN, Ryzhova MV. Total DNA methylation profile in assessing the MGMT gene promoter status in malignant gliomas. Burdenko's Journal of Neurosurgery. 2023;87(6):52‑58. (In Russ., In Engl.)
https://doi.org/10.17116/neiro20238706152

Подписка 2025 (Burdenko's Journal of Neurosurgery)

Использование инфографики авторами научных работ

Закрыть метаданные

Рекомендуем статьи по данной теме:

Новые данные о патофизиологии ишемического инсульта: в фокусе эпигенетические механизмы. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. Спецвыпуски. 2023;(12-2):24-29

Пациенты с длительной выживаемостью при злокачественных глиомах после фотодинамической терапии. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2024;(6):54-61

Метилирование промотора гена О[6]-метилгуанин-ДНК-метилтрансферазы (MGMT) на сегодняшний день является наиболее важным прогностическим биомаркером в терапии глиобластомы IDH-дикого типа, получить информацию о котором возможно в том числе из общего профиля метилирования ДНК.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Провести прицельный анализ интенсивности сигнала метилирования ДНК в области гена MGMT в образцах злокачественных глиом и выявить наиболее значимые геномные позиции для вычисления статуса промотора гена MGMT для дальнейшего совершенствования диагностики и прогнозирования терапевтических возможностей у пациентов со злокачественными глиомами.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

В исследовании использованы данные, полученные из 43 образцов (замороженной ткани или парафиновых блоков) пациентов со злокачественными глиомами. Образцы ДНК опухолей были подготовлены с помощью набора Illumina Infinium MethylationEPIC BeadChip Kit и платформы Illumina Next-Seq 550 Sequencing System. Обработка и анализ профилей метилирования ДНК осуществлялись при помощи вычислительных алгоритмов языка R с использованием специализированных библиотек minfi, mgmtstp27 и базовых статистических функций в среде Rstudio.

РЕЗУЛЬТАТЫ

На основе общего профиля метилирования ДНК вычислен статус промотора гена MGMT в 43 образцах злокачественных глиом. В 24 (55%) образцах промотор гена MGMT был метилирован. Проведен сравнительный анализ сигнала метилирования в области отдельных CpG-островков в группах с метилированным и неметилированным промотором гена MGMT, выявлены наиболее значимые позиции для дальнейшего улучшения алгоритма анализа данных.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Полученные данные демонстрируют возможности и перспективы дальнейшего совершенствования алгоритма вычисления статуса промоторной области гена MGMT на основе общего профиля метилирования ДНК у пациентов со злокачественными глиомами с целью использования его в качестве альтернативы метилспецифической полимеразной цепной реакции. Наши результаты согласуются с результатами других исследователей в сфере нейроонкологии, демонстрирующими, что вычислительные методы, подобные MGMT-STP27, достаточно эффективны и могут применяться в научной и клинической практике для оценки прогноза и принятия решений о назначении химиотерапии алкилирующими агентами.

Ключевые слова:

злокачественные глиомы

молекулярная диагностика

эпигенетика опухолей центральной нервной системы

метилирование ДНК

статус промотора гена MGMT

Illumina EPIC Methylation microarray

Авторы:

Петрова Е.И.

ORCID: 0000-0003-2498-4713

Галстян С.А.

ФГАУ «Научный медицинский исследовательский центр нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко» Минздрава России

ORCID: 0000-0001-9953-6654

Телышева Е.Н.

ФГАУ «Научный медицинский исследовательский центр нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко» Минздрава России

ORCID: 0000-0002-0370-8667

Рыжова М.В.

ФГАУ «Научный медицинский исследовательский центр нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко» Минздрава России

ORCID: 0000-0001-7206-6365

Дата поступления:

23.08.2023

Дата принятия в печать:

14.09.2023

Список литературы:

Law PP, Holland ML. DNA methylation at the crossroads of gene and environment interactions. Essays in biochemistry. 2019;63(6):717-726. https://doi.org/10.1042/EBC20190031
Nishiyama A, Nakanishi M. Navigating the DNA methylation landscape of cancer. Trends in genetics. 2021;37(11):1012-1027. https://doi.org/10.1016/j.tig.2021.05.002
Butler M, Pongor L, Su YT, Xi L, Raffeld M, Quezado M, Trepel J, Aldape K, Pommier Y, Wu J. MGMT Status as a Clinical Biomarker in Glioblastoma. Trends in cancer. 2020;6(5):380-391. https://doi.org/10.1016/j.trecan.2020.02.010
Lam K, Eldred BSC, Kevan B, Pianka S, Eldred BA, Zapanta Rinonos S, Yong WH, Liau LM, Nghiemphu PL, Cloughesy TF, Green RM, Lai A. Prognostic value of O6-methylguanine-DNA methyltransferase methylation in isocitrate dehydrogenase mutant gliomas. Neuro-oncology advances. 2020;4(1):vdac030. https://doi.org/10.1093/noajnl/vdac030
Younesian S, Yousefi AM, Momeny M, Ghaffari SH, Bashash D. The DNA Methylation in Neurological Diseases. Cells. 2022;11(21):3439. https://doi.org/10.3390/cells11213439
Teuber-Hanselmann S, Worm K, Macha N, Junker A. MGMT-Methylation in Non-Neoplastic Diseases of the Central Nervous System. International journal of molecular sciences. 2021;22(8):3845. https://doi.org/10.3390/ijms22083845
Butler M, Pongor L, Su YT, Xi L, Raffeld M, Quezado M, Trepel J, Aldape K, Pommier Y, Wu J. MGMT Status as a Clinical Biomarker in Glioblastoma. Trends in cancer. 2020;6(5):380-391. https://doi.org/10.1016/j.trecan.2020.02.010
Binabaj MM, Bahrami A, ShahidSales S, Joodi M, Joudi Mashhad M, Hassanian SM, Anvari K, Avan A. The prognostic value of MGMT promoter methylation in glioblastoma: A meta-analysis of clinical trials. Journal of cellular physiology. 2018;233(1):378-386. https://doi.org/10.1002/jcp.25896
Zappe K, Pühringer K, Pflug S, Berger D, Böhm A, Spiegl-Kreinecker S, Cichna-Markl M. Association between MGMT Enhancer Methylation and MGMT Promoter Methylation, MGMT Protein Expression, and Overall Survival in Glioblastoma. Cells. 2023;12(12):1639. https://doi.org/10.3390/cells12121639
Cappelli L, Khan MM, Kayne A, Poiset S, Miller R, Ali A, Niazi M, Shi W, Alnahhas I. Differences in clinical outcomes based on molecular markers in glioblastoma patients treated with concurrent tumor-treating fields and chemoradiation: exploratory analysis of the SPARE trial. Chinese clinical oncology. 2023;12(3):23. https://doi.org/10.21037/cco-22-123
Stupp R, Hegi ME, Mason WP, van den Bent MJ, Taphoorn MJ, Janzer RC, Ludwin SK, Allgeier A, Fisher B, Belanger K, Hau P, Brandes AA, Gijtenbeek J, Marosi C, Vecht CJ, Mokhtari K, Wesseling P, Villa S, Eisenhauer E, Gorlia T, Weller M, Lacombe D, Cairncross JG, Mirimanoff RO; European Organisation for Research and Treatment of Cancer Brain Tumour and Radiation Oncology Groups; National Cancer Institute of Canada Clinical Trials Group. Effects of radiotherapy with concomitant and adjuvant temozolomide versus radiotherapy alone on survival in glioblastoma in a randomised phase III study: 5-year analysis of the EORTC-NCIC trial. The Lancet. Oncology. 2009;10(5):459-466. https://doi.org/10.1016/S1470-2045(09)70025-7
Vlassenbroeck I, Califice S, Diserens AC, Migliavacca E, Straub J, Di Stefano I, Moreau F, Hamou MF, Renard I, Delorenzi M, Flamion B, DiGuiseppi J, Bierau K, Hegi ME. Validation of real-time methylation-specific PCR to determine O6-methylguanine-DNA methyltransferase gene promoter methylation in glioma. The Journal of molecular diagnostics. 2008;10(4):332-337. https://doi.org/10.2353/jmoldx.2008.070169
Рыжова М.В., Снигирева Г.П., Григорьева Т.В., Старовойтов Д.В., Никитин П.В., Шайхаев Е.Г., Телышева Е.Н., Шишкина Л.В., Панина Т.Н., Шибаева И.В., Шугай С.В., Сычева Р.В., Зубова И.В. Опыт изучения статуса метилирования промоторной области гена MGMT как основа для создания регистра пациентов с опухолями центральной нервной системы. Вестник РНЦРР. 2018;18(4):41-59.
Philteos J, Karmur BS, Mansouri A. MGMT Testing in Glioblastomas: Pitfalls and Opportunities. American journal of clinical oncology. 2019;42(2):117-122. https://doi.org/10.1097/COC.0000000000000490
Mansouri A, Hachem LD, Mansouri S, Nassiri F, Laperriere NJ, Xia D, Lindeman NI, Wen PY, Chakravarti A, Mehta MP, Hegi ME, Stupp R, Aldape KD, Zadeh G. MGMT promoter methylation status testing to guide therapy for glioblastoma: refining the approach based on emerging evidence and current challenges. Neuro-oncology. 2019;21(2):167-178. https://doi.org/10.1093/neuonc/noy132
Aryee MJ, Jaffe AE, Corrada-Bravo H, Ladd-Acosta C, Feinberg AP, Hansen KD, Irizarry RA. Minfi: a flexible and comprehensive Bioconductor package for the analysis of Infinium DNA methylation microarrays. Bioinformatics. 2014;30(10):1363-1369. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btu049
Bady P, Stupp R, Delorenzi M, Hegi ME. MGMT methylation analysis of glioblastoma on the Infinium methylation BeadChip identifies two distinct CpG regions associated with gene silencing and outcome, yielding a prediction model for comparisons across datasets, tumor grades, and CIMP-status. Acta neuropathologica. 2012;124(4):547-560. https://doi.org/10.1007/s00401-012-1016-2
Malley DS, Hamoudi RA, Kocialkowski S, Pearson DM, Collins VP, Ichimura K. A distinct region of the MGMT CpG island critical for transcriptional regulation is preferentially methylated in glioblastoma cells and xenografts. Acta neuropathologica. 2011;121(5):651-661. https://doi.org/10.1007/s00401-011-0803-5
Mack SC, Singh I, Wang X, Hirsch R, Wu Q, Villagomez R, Bernatchez JA, Zhu Z, Gimple RC, Kim LJY, Morton A, Lai S, Qiu Z, Prager BC, Bertrand KC, Mah C, Zhou W, Lee C, Barnett GH, Vogelbaum MA, Sloan AE, Chavez L, Bao S, Scacheri PC, Siqueira-Neto JL, Lin CY, Rich JN. Chromatin landscapes reveal developmentally encoded transcriptional states that define human glioblastoma. The Journal of experimental medicine. 2019;216(5):1071-1090. https://doi.org/10.1084/jem.20190196
Gempt J, Withake F, Aftahy AK, Meyer HS, Barz M, Delbridge C, Liesche-Starnecker F, Prokop G, Pfarr N, Schlegel J, Meyer B, Zimmer C, Menze BH, Wiestler B. Methylation subgroup and molecular heterogeneity is a hallmark of glioblastoma: implications for biopsy targeting, classification and therapy. ESMO open. 2022;7(5):100566. https://doi.org/10.1016/j.esmoop.2022.100566
Tzaridis T, Schäfer N, Weller J, Steinbach JP, Schlegel U, Seidel S, Sabel M, Hau P, Seidel C, Krex D, Goldbrunner R, Tonn JC, Grauer O, Kebir S, Schneider M, Schaub C, Vatter H, Coch C, Glas M, Fimmers R, Pietsch T, Reifenberger G, Herrlinger U, Felsberg J. MGMT promoter methylation analysis for allocating combined CCNU/TMZ chemotherapy: Lessons learned from the CeTeG/NOA-09 trial. International journal of cancer. 2021;148(7):1695-1707. https://doi.org/10.1002/ijc.33363
Tan AC, Ashley DM, López GY, Malinzak M, Friedman HS, Khasraw M. Management of glioblastoma: State of the art and future directions. CA: a cancer journal for clinicians. 2020;70(4):299-312. https://doi.org/10.3322/caac.21613

Закрыть метаданные