Эпигенетическая структура циркулирующей ДНК плазмы крови и её диагностический потенциал

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 20-75-10008

НазваниеЭпигенетическая структура циркулирующей ДНК плазмы крови и её диагностический потенциал

Руководитель Щербо Дмитрий Сергеевич, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова" Министерства здравоохранения Российской Федерации , г Москва

Конкурс №50 - Конкурс 2020 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-401 - Молекулярная и клеточная медицина

Ключевые слова свободно циркулирующая внеклеточная ДНК, циркулирующая опухолевая ДНК, паттерны фрагментирования, эпигенетика, онкология

Код ГРНТИ34.15.23

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Онкологические заболевания являются одной из основных причин смертности в России и в мире, и, несмотря на значительные усилия мирового сообщества, в будущем ожидается увеличение их роли в структуре смертности. В силу природы канцерогенеза диагностика и терапия онкозаболеваний требует разработки персонализированных и, по возможности, неинвазивных подходов. С середины XX века известно, что в крови человека циркулирует пул внеклеточной ДНК, источниками которой являются, в основном, гибнущие клетки различных тканей организма, в том числе опухолевые. Структура этих фрагментов ДНК содержит значимую информацию о состоянии организма, включая специфичные признаки клеточных типов, из которых она происходит. До недавнего времени большая часть исследований и разработок в этой области была сосредоточена на первичной структуре внеклеточной ДНК, в частности высокочувствительном поиске соматических мутаций при онкологических заболеваниях. В этом направлении был достигнут значительный прогресс и прецизионная онкология обогатилась целым арсеналом высокочувствительных методов “жидкостной биопсии”. Однако в последние годы всё больше данных свидетельствует о том, что по сложной эпигенетической структуре внеклеточной ДНК можно судить о множестве комплексных процессов, происходящих в клетках, являющихся её источником, включая опухолевые, а значит и получать информацию о течении онкологических заболеваний. Известно, что внеклеточная ДНК существует в основном в форме коротких молекул, причём фрагментированных неслучайным образом, а преимущественно в областях межнуклеосомных линкеров и открытого хроматина, часто ассоциированного с регуляторными элементами генома. Точное и полное описание паттернов фрагментирования внеклеточной ДНК с учётом геномного контекста — важная задача, решение которой даст возможность извлекать дополнительные уровни информации о свойствах опухолевых клеток при помощи малоинвазивного анализа крови. Новизна настоящего проекта заключается в направленном исследовании паттернов фрагментирования внеклеточной ДНК из плазмы крови в определённых регионах генома. Недавние работы только начали раскрывать диагностический потенциал особенностей сложной эпигенетической структуры внеклеточной ДНК, в частности, её фрагментирования. Однако идеи, лежащие в основе настоящего проекта, пока не были реализованы. В ходе работы планируется провести анализ больших наборов биологических данных, разработать новые методы исследования сцДНК, а также анализа и интерпретации результатов.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Коваль А, Родионова Д, Чанышев М, Благодатских К, Щербо Д An approach for targeted analysis of cell-free DNA fragmentation in liquid biopsies Biotechnology & Biotechnological Equipment, 35(sup1):S99 (год публикации - 2021)
10.1080/13102818.2020.1871545

2. Коваль А.П., Благодатских К.А., Кушлинский Н.Е., Щербо Д.С. The Detection of Cancer Epigenetic Traces in Cell-Free DNA Frontiers in Oncology, 11:1492 (год публикации - 2021)
10.3389/fonc.2021.662094

3. Щербо Д., Алфёров А., Родионова Д., Коваль А., Кушлинский Н. The differentially fragmented regions in cell-free DNA of colorectal cancer patients Annals of Oncology, Vol. 32, Supplement 5, S398-S399 (год публикации - 2021)
10.1016/j.annonc.2021.08.379

4. Коваль А, Родионова Д, Казаков А, Лактионов К, Щербо Д Targeted analysis of cell-free DNA fragmentation profiles in lung cancer European Journal of Human Genetics, 30:381 (год публикации - 2022)
10.1038/s41431-021-01026-1

5. Лактионов К.К., Казаков А.М., Саранцева К.А., Щербо Д.С., Коваль А.П. Мутация в гене KRAS как предиктор эффективности иммунотерапии при немелкоклеточном раке лёгкого Сибирский онкологический журнал, 21(1) (год публикации - 2022)
10.21294/1814-4861-2022-21-1-115-121

6. Коваль А.П., Хромова А.С., Благодатских К.А., Житнюк Ю.В., Штыкова Я.А., Алфёров А.А., Кушлинский Н.Е., Щербо Д.С. Application of PCR-based approaches for evaluation of cell-free DNA fragmentation in colorectal cancer Frontiers in Molecular Biosciences, 10:1101179 (год публикации - 2023)
10.3389/fmolb.2023.1101179

7. Хромова А.С., Коваль А.П., Благодатских К.А., Щербо Д.С. Системы ПЦР-РВ для определения наличия высокомолекулярной ДНК в образцах сцДНК плазмы крови IX Международная конференция молодых ученых: вирусологов, биотехнологов, биофизиков, молекулярных биологов и биоинформатиков. Cб. тез. / АНО «Иннов. центр Кольцово». — Новосибирск : ИПЦ НГУ, Cб. тез. / АНО «Иннов. центр Кольцово». — Новосибирск : ИПЦ НГУ, 2022. — с. 690-691 (год публикации - 2022)

8. Котова А.Д., Коваль А.П., Житнюк Ю.В., Чудаков Д.М., Кушлинский Н.Е., Щербо Д.С. Особенности фрагментирования сцДНК плазмы крови как опухолевые маркеры при раке почки IX Международная конференция молодых ученых: вирусологов, биотехнологов, биофизиков, молекулярных биологов и биоинформатиков. Cб. тез. / АНО «Иннов. центр Кольцово». — Новосибирск : ИПЦ НГУ, с. 31-32 (год публикации - 2022)

9. Житнюк Ю.В., Коваль А.П., Алфёров А.А., Штыкова Я.А., Мамедов И.З., Кушлинский Н.Е., Чудаков Д.М., Щербо Д.С. Deep cfDNA fragment end profiling enables cancer detection Molecular Cancer, 21 (1): 1–5 (год публикации - 2022)
10.1186/s12943-021-01491-8

Публикации