Puntare sui tipi di cellule cancerose dal DNA privo di cellule / Homing In on Cancer Cell Types from Cell-Free DNA

Puntare sui tipi di cellule cancerose dal DNA privo di cellule / Homing In on Cancer Cell Types from Cell-Free DNA

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Illumina ha accettato di acquisire la quota di maggioranza che non possiede già nello sviluppatore di analisi del sangue per il cancro GRAIL per $ 8 miliardi in contanti e azioni, confermando quasi una settimana di speculazioni che un accordo di acquisizione era in lavorazione.  /  Illumina has agreed to acquire the majority stake it does not already own in cancer blood test developer GRAIL for $8 billion in cash and stock, confirming nearly a week of speculation that an acquisition deal was in the works.  [Immagini Getty]

I ricercatori del Georgetown Lombardi Comprehensive Cancer Center stanno studiando tag o modifiche al DNA privo di cellule (cfDNA) che ritengono possa portare a una migliore comprensione di come valutare e possibilmente modulare gli approcci terapeutici per il cancro ed altre malattie. I risultati della loro nuova analisi sono stati recentemente pubblicati su Frontiers in Genetics attraverso un articolo intitolato " Detection of Cell Types Contributing to Cancer From Circulating, Cell-Free Methylated DNA ".

Durante la morte cellulare, che è una parte normale della rigenerazione dei tessuti, il cfDNA viene eliminato dai tessuti. Il cfDNA può essere isolato da un campione di sangue, fornendo così una lettura della morte cellulare in tutto il corpo sia nelle cellule normali che in quelle cancerose senza la necessità di prelevare campioni di biopsia invasiva.

"Prendere biopsie del tessuto tumorale è un processo incostante e di solito non è una buona rappresentazione dell'intero tumore o della sua diffusione", ha spiegato il ricercatore senior dello studio Anton Wellstein, MD, PhD, professore di oncologia e farmacologia alla Georgetown Lombardi. "L'uso di sangue o biopsie liquide, d'altra parte, fornisce una rappresentazione omogenea del cfDNA che viene espulso da tutti i tipi di cellule".

Gli scienziati notano che brevi frammenti di DNA e modifiche chimiche a quei frammenti, noti come gruppi metilici, aiutano a dire ai ricercatori da quale tipo di cellula proviene il rispettivo frammento di DNA perché questi modelli di metilazione sono unici per specifici tipi di cellule. Pertanto, utilizzando cfDNA per confrontare i danni alle cellule derivanti da varie forme di trattamento con cellule normali non danneggiate dello stesso tessuto, i ricercatori possono analizzare un tesoro di dati su come le cellule di un tessuto sono influenzate dai trattamenti e da altre forze esterne. Questa conoscenza potrebbe essere vitale per valutare se una terapia è efficace e quali effetti negativi può causare.

"Discutiamo approcci computazionali per identificare e convalidare robusti biomarcatori dell'omeostasi tissutale modificata utilizzando DNA metilato e privo di cellule nella circolazione", hanno scritto gli autori. "Evidenziamo gli studi che eseguono la profilazione dell'intero genoma della metilazione del cfDNA e quelli che combinano marcatori genetici ed epigenetici per identificare ulteriormente le firme specifiche del tipo di cellula".

"La messa a punto di queste applicazioni dell'analisi cfDNA è impegnativa e richiede approcci approfonditi, sia a livello di sequenziamento del genoma che computazionalmente", ha aggiunto l'investigatrice capo dello studio Megan Barefoot, una studentessa MD/PhD nel laboratorio Wellstein del Cancer Center. “Il cfDNA metilato ha aperto un modo nuovo e minimamente invasivo per rilevare i danni alle cellule del corpo poiché spesso ci sono centinaia di marcatori metilici per cellula che possono contrassegnare, in modo molto specifico, da dove provengono le cellule, proprio come uno scanner di codici a barre in una drogheria checkout comunica al negozio l'identità di un particolare prodotto. Le analisi biologiche e computazionali combinate rendono possibile la decifrazione di questi modelli di metilazione/codici a barre molecolari in modo che i ricercatori possano rintracciare le origini del cfDNA”.

Il risultato finale di queste analisi aiuta i ricercatori a determinare il tessuto di origine di un cancro, ad esempio, e consente anche ai ricercatori, quando si confrontano le cellule danneggiate con le cellule sane, di vedere da dove ha avuto origine il danno, soprattutto se era dovuto a un particolare tipo di trattamento.

“Questo approccio può essere applicato a qualsiasi terapia che influirà sull'equilibrio dei tessuti causando il danneggiamento e la morte delle cellule nei tessuti, compresa la chemioterapia, le radiazioni e l'immunoterapia. Questa recensione aiuta davvero a preparare il terreno per i nostri futuri sforzi di ricerca", ha concluso Wellstein. “Il mio laboratorio sta perseguendo molto attivamente metodi e tecnologie che raffinano ulteriormente le analisi del cfDNA metilato. Riteniamo che questi sforzi siano accessibili e diventeranno presto standard nei laboratori e dovrebbero fare la differenza nel far progredire la comprensione e il trattamento di molti tumori».

ENGLISH

Investigators at the Georgetown Lombardi Comprehensive Cancer Center are studying tags or modifications to cell-free DNA (cfDNA) that they believe may lead to a better understanding of how to assess and possibly modulate treatment approaches for cancer and other diseases. Findings from their new analysis were published recently in Frontiers in Genetics through an article entitled “Detection of Cell Types Contributing to Cancer From Circulating, Cell-Free Methylated DNA.”

During cell death, which is a normal part of tissue regeneration, cfDNA is shed from tissue. The shed cfDNA can be isolated from a blood sample, thus providing a reading of cell death across the body in both normal and cancer cells without the need for taking invasive biopsy samples.

“Taking tumor tissue biopsies is a hit or miss process and is usually not a good representation of the whole tumor or its spread,” explained senior study investigator Anton Wellstein, MD, PhD, professor of oncology and pharmacology at Georgetown Lombardi. “Using blood, or liquid biopsies, on the other hand, provides a homogeneous representation of cfDNA that is being shed from all types of cells.”

The scientists note that short fragments of DNA and chemical modifications to those fragments, known as methyl groups, help tell researchers what cell type the respective snippet of DNA came from because these methylation patterns are unique to specific cell types. Thus, by using cfDNA to compare damage to cells from various forms of treatment with undamaged normal cells from the same tissue, the researchers can analyze a treasure-trove of data about how the cells in a tissue are affected by treatments and other external forces. This knowledge could be vital in assessing if a therapy is effective and what adverse effects it may cause.

“We discuss computational approaches to identify and validate robust biomarkers of changed tissue homeostasis using cell-free, methylated DNA in the circulation,” the authors wrote. “We highlight studies performing genome-wide profiling of cfDNA methylation and those that combine genetic and epigenetic markers to identify cell-type specific signatures further.”

“Fine-tuning these applications of cfDNA analysis is challenging and requires in-depth approaches, both at the genome sequencing level and computationally,” added lead study investigator Megan Barefoot, an MD/PhD student in the Wellstein lab at the Cancer Center. “Methylated cfDNA has opened a new and minimally invasive way to detect damage to cells in the body as there are often hundreds of methyl markers per cell that can mark, very specifically, where the cells came from, much like a barcode scanner at a grocery checkout tells the store the identity of a particular product. Combined biological and computational analyses make deciphering these methylation patterns/molecular barcodes possible so that researchers can trace the origins of cfDNA.”

The end result of these analyses aids investigators in determining the tissue of origin of a cancer, for example, and also allows researchers, when comparing damaged cells to healthy cells, to see where the damage originated, especially if it was due to a particular type of treatment.

“This approach can be applied to any therapy that will impact tissue equilibrium by causing cells in tissues to become damaged and die, including chemotherapy, radiation, and immunotherapy. This review really helps set the stage for our future research efforts,” Wellstein concluded. “My lab is very actively pursuing methods and technologies that further refine analyses of methylated cfDNA. We believe these efforts are affordable and will soon become standard in labs, and they should make a difference in advancing the understanding and treatment of many cancers.”

Da:

https://www.genengnews.com/news/homing-in-on-cancer-cell-types-from-cell-free-dna/?fbclid=IwAR3w3QraXXfHmeuYYAYEMZRsdnnJMt2ZqE2KNrxr_-XLoUZjmdtcpOQ3nGQ