DE10317955A1 - Predicting responsiveness of a subject with breast cell proliferative disorder, useful for treating or differentiating breast cell proliferative disorders comprises analyzing methylation pattern of a genomic DNA from the subject - Google Patents
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Abstract
Description
Die Niveaus der Beobachtung, die durch die methodologischen Entwicklungen der letzten Jahre in der Molekularbiologie untersucht wurden, sind die Gene selber, die Translation dieser Gene in RNA und die daraus resultierenden Proteine. Die Frage, welches Gen zu welchem Zeitpunkt im Verlauf der Entwicklung eines Individuums angeschaltet wird, und wie die Aktivierung und Inhibierung von spezifischen Genen in spezifischen Zellen und Geweben kontrolliert werden, ist mit dem Ausmaß und Charakter der Methylierung des Gens oder des Genoms korrelierbar. In dieser Hinsicht können sich pathogene Zustände in einem veränderten Methylierungsmuster von individuellen Genen oder des Genoms manifestieren.The Levels of observation caused by methodological developments that have been studied in molecular biology in recent years the genes themselves, the translation of these genes into RNA and the resulting ones Proteins. The question of which gene at what time in the course the development of an individual is turned on, and how that Activation and inhibition of specific genes in specific cells and tissues are controlled with scale and character the methylation of the gene or genome can be correlated. In this Respects can themselves pathogenic conditions in a changed Manifest methylation patterns from individual genes or genomes.
Die DNA-Methylierung spielt beispielsweise eine Rolle in der Regulation der Transkription, beim genetischem Imprinting und in der Tumorgenese. Die Identifizierung von 5-Methylcytosin als Bestandteil genetischer Information ist daher von erheblichem Interesse. 5-Methylcytosin-Positionen können jedoch nicht durch Sequenzierung identifiziert werden, da 5-Methylcytosin das gleiche Basenpaarungsverhalten aufweist, wie Cytosin. Darüber hinaus geht bei einer PCR-Amplifikation die vom 5-Methylcytosin getragene epigenetische Information vollständig verloren.The For example, DNA methylation plays a role in regulation transcription, genetic imprinting and tumorigenesis. The identification of 5-methylcytosine as part of genetic information is therefore significant Interest. 5-methylcytosine positions can however, cannot be identified by sequencing since 5-methylcytosine has the same base pairing behavior as cytosine. Furthermore in the case of PCR amplification, that carried by 5-methylcytosine complete epigenetic information lost.
Eine relativ neue und die mittlerweile am häufigsten angewandte Methode zur Untersuchung von DNA auf 5-Methylcytosin beruht auf der spezifischen Reaktion von Bisulfit mit Cytosin, das nach anschließender alkalischer Hydrolyse in Uracil umgewandelt wird, welches in seinem Basenpaarungsverhalten dem Thymidin entspricht. 5-Methylcytosin wird dagegen unter diesen Bedingungen nicht modifiziert. Damit wird die ursprüngliche DNA so umgewandelt, daß Methylcytosin, welches ursprünglich durch sein Hybridisierungsverhalten vom Cytosin nicht unterschieden werden konnte, jetzt durch „normale" molekularbiologische Techniken als einzig verbliebenes Cytosin, beispielsweise durch Amplifikation und Hybridisierung oder Sequenzierung , nachgewiesen werden kann. Alle diese Techniken beruhen auf Basenpaarung, welche jetzt voll ausgenutzt werden kann. Der Stand der Technik, was die Empfindlichkeit betrifft, wird durch ein Verfahren definiert, welches die zu untersuchende DNA in einer Agarose-Matrix einschließt, dadurch die Diffusion und Renaturierung der DNA (Bisulfit reagiert nur mit einzelsträngiger DNA) verhindert und alle Fällungs- und Reinigungsschritte durch schnelle Dialyse ersetzt (Olek A, Oswald J, Walter J. A modified und improved method for bisulphite based cytosine methylation analysis. Nucleic Acids Res. 1996 Dec 15; 24(24): 5064–6). Mit dieser Methode können einzelne Zellen untersucht werden, was das Potential der Methode veranschaulicht. Allerdings werden gegenwärtig nur einzelne Regionen bis etwa 3000 Basenpaare Länge untersucht, eine globale Untersuchung von Zellen auf Tausende von möglichen Methylierungsereignisse ist nicht möglich. Allerdings kann auch dieses Verfahren keine sehr kleinen Fragmente aus geringen Probenmengen zuverlässig analysieren. Diese gehen trotz Diffusionsschutz durch die Matrix verloren.A relatively new and the most commonly used method for examining DNA for 5-methylcytosine is based on the specific Reaction of bisulfite with cytosine, which after subsequent alkaline Hydrolysis is converted into uracil, which in its base pairing behavior corresponds to the thymidine. 5-methylcytosine, on the other hand, is among these Conditions not modified. This will make the original DNA converted so that methyl cytosine, which originally not distinguished from cytosine by its hybridization behavior could be, now through "normal" molecular biological Techniques as the only remaining cytosine, for example by Amplification and hybridization or sequencing can be. All of these techniques are based on base pairing, which can now be fully exploited. The state of the art what the Sensitivity is defined by a method which thereby enclosing the DNA to be examined in an agarose matrix the diffusion and renaturation of the DNA (bisulfite only reacts with single DNA) prevented and all precipitation and cleaning steps replaced by rapid dialysis (Olek A, Oswald J, Walter J. A modified and improved method for bisulphite based cytosine methylation analysis. Nucleic Acids Res. 1996 Dec 15; 24 (24): 5064-6). With this method you can individual cells are examined, what is the potential of the method illustrated. However, currently only individual regions up to about 3000 base pairs in length examined, a global study of cells for thousands of potential Methylation events are not possible. However, it can also this method does not produce very small fragments from small sample amounts reliable analyze. Despite diffusion protection, these pass through the matrix lost.
Eine Übersicht über die weiteren bekannten Verfahren zum Nachweis von 5-Methylcytosin kann dem folgenden Übersichtsartikel entnommen werden: Rein, T., DePamphilis, M. L., Zorbas, H., Nucleic Acids Res. 1998, 26, 2255.An overview of the other known methods for the detection of 5-methylcytosine can the following review article are taken from: Rein, T., DePamphilis, M.L., Zorbas, H., Nucleic Acids Res. 1998, 26, 2255.
Die Bisulfit-Technik wird bisher bis auf wenige Ausnahmen (z.B. Zeschnigk M, Lich C, Buiting K, Doerfler W, Horsthemke B. A single-tube PCR test for the diagnosis of Angelman und Prader-Willi syndrome based on allelic methylation differences at the SNRPN locus. Eur J Hum Genet. 1997 Mar-Apr; 5(2): 94–8) nur in der Forschung angewendet. Immer aber werden kurze, spezifische Stücke eines bekannten Gens nach einer Bisulfit-Behandlung amplifiziert und entweder komplett sequenziert (Olek A, Walter J. The pre-implantation ontogeny of the H19 methylation imprint. 1997 Nr. v; 17(3): 275–6) oder einzelne Cytosin-Positionen durch eine „Primer-Extension-Reaktion" (Gonzalgo ML, Jones PA. Rapid quantitation of methylation differences at specific sites using methylation-sensitive single nucleotide primer extension (Ms-SNuPE) Nucleic Acids Res. 1997 Jun 15; 25(12): 2529–31, WO 95/00669) oder durch enzymatischen Verdau (Xiong Z, Laird PW. COBRA: a sensitive und quantitative DNA methylation assay. Nucleic Acids Res. 1997 Jun 15; 25(12): 2532–4) nachgewiesen. Zudem ist auch der Nachweis durch Hybridisierung beschrieben worden (Olek et al., WO 99/28498).The Bisulfite technology has so far been used with a few exceptions (e.g. Zeschnigk M, Lich C, Buiting K, Doerfler W, Horsthemke B. A single-tube PCR test for the diagnosis of Angelman and Prader-Willi syndrome based on allelic methylation differences at the SNRPN locus. Eur J Hum Genet. 1997 Mar-Apr; 5 (2): 94-8) only used in research. But always short, specific pieces of a known gene after a bisulfite treatment and either completely sequenced (Olek A, Walter J. The pre-implantation ontogeny of the H19 methylation imprint. 1997 No. v; 17 (3): 275-6) or individual cytosine positions by a "primer extension reaction" (Gonzalgo ML, Jones PA. Rapid quantitation of methylation differences at specific sites using methylation-sensitive single nucleotide primer extension (Ms-SNuPE) Nucleic Acids Res. 1997 Jun 15; 25 (12): 2529-31, WO 95/00669) or by enzymatic digestion (Xiong Z, Laird PW.COBRA: a sensitive and quantitative DNA methylation assay. Nucleic Acids Res. 1997 Jun 15; 25 (12): 2532-4) demonstrated. Detection by hybridization is also described (Olek et al., WO 99/28498).
Weitere Publikationen, die sich mit der Anwendung der Bisulfit-Technik zum Methylierungsnachweis bei einzelnen Genen befassen, sind: Grigg G, Clark S. Sequencing 5-methylcytosine residues in genomic DNA. Bioessays. 1994 Jun; 16(6): 431–6, 431; Zeschnigk M, Schmitz B, Dittrich B, Buiting K, Horsthemke B, Doerfler W. Imprinted segments in the human genome: different DNA methylation patterns in the Prader-Willi/Angelman syndrome region as determined by the genomic sequencing method. Hum Mol Genet. 1997 Mar; 6(3): 387–95; Feil R, Charlton J, Bird AP, Walter J, Reik W. Methylation analysis on individual chromosomes: improved protocol for bisulphite genomic sequencing. Nucleic Acids Res. 1994 Feb 25; 22(4): 695–6; Martin V, Ribieras S, Song-Wang X, Rio MC, Dante R. Genomic sequencing indicates a correlation between DNA hypomethylation in the 5' region of the pS2 gene und its expression in human breast cancer cell lines. Gene. 1995 May 19; 157(1–2): 261–4; WO 97/46705, WO 95/15373, und WO 97/45560.Other publications dealing with the use of the bisulfite technique for methylation detection in individual genes are: Grigg G, Clark S. Sequencing 5-methylcytosine residues in genomic DNA. Bioassays. 1994 Jun; 16 (6): 431-6, 431; Zeschnigk M, Schmitz B, Dittrich B, Buiting K, Horsthemke B, Doerfler W. Imprinted segments in the human genome: different DNA methylation patterns in the Prader-Willi / Angelman syndrome region as determined by the genomic sequencing method. Hum Mol Genet. 1997 Mar; 6 (3): 387-95; Feil R, Charlton J, Bird AP, Walter J, Reik W. Methylation analysis on individual chromosomes: improved protocol for bisulphite genomic sequencing. Nucleic Acids Res. 1994 Feb 25; 22 (4): 695-6; Martin V, Ribieras S, Song-Wang X, Rio MC, Dante R. Genomic sequencing indicates a correlation between DNA hypo methylation in the 5 'region of the pS2 gene and its expression in human breast cancer cell lines. Genes. 1995 May 19; 157 (1-2): 261-4; WO 97/46705, WO 95/15373, and WO 97/45560.
Eine Übersicht über den Stand der Technik in der Oligomer Array Herstellung läßt sich aus einer im Januar 1999 erschienenen Sonderausgabe von Nature Genetics (Nature Genetics Supplement, Volume 21, January 1999) und der dort zitierten Literatur entnehmen.An overview of the State of the art in oligomer array production can be from a special edition of Nature Genetics published in January 1999 (Nature Genetics Supplement, Volume 21, January 1999) and the one there Take cited literature.
Für die Abtastung immobilisierter DNA-Anays werden vielfach fluoreszenzmarkierte Sonden verwendet. Besonders geeignet für Fluoreszenzmarkierungen ist das einfache Anbringen von Cy3 und Cy5 Farbstoffen am 5'-OH der jeweiligen Sonde. Die Detektion der Fluoreszenz der hybridisierten Sonden kann beispielsweise über ein Konfokalmikroskop erfolgen. Die Farbstoffe Cy3 und Cy5 sind, neben vielen anderen, kommerziell erhältlich.For the scan immobilized DNA assays are often fluorescence-labeled probes used. Particularly suitable for Fluorescence labeling is the simple application of Cy3 and Cy5 Dyes at 5'-OH the respective probe. Detection of the fluorescence of the hybridized For example, probes can a confocal microscope. The dyes Cy3 and Cy5 are among many others, commercially available.
Matrix-unterstützte Laser Desorptions/Ionisations-Massenspektrometrie (MALDI-TOF) ist eine sehr leistungsfähige Entwicklung für die Analyse von Biomolekülen (Karas M, Hillenkamp F. Laser desorption ionization of proteins with molecular masses exceeding 10,000 daltons. Anal Chem. 1988 Oct 15; 60(20): 2299–301). Ein Analyt wird in eine lichtabsorbierende Matrix eingebettet. Durch einen kurzen Laserpuls wird die Matrix verdampft und das Analytmolekül so unfragmentiert in die Gasphase befördert. Durch Stöße mit Matrixmolekülen wird die Ionisation des Analyten erreicht. Eine angelegte Spannung beschleunigt die Ionen in ein feldfreies Flugrohr. Auf Grund ihrer verschiedenen Massen werden die Ionen unterschiedlich stark beschleunigt. Kleinere Ionen erreichen den Detektor früher als größere.Matrix-assisted lasers Desorption / ionization mass spectrometry (MALDI-TOF) is one very powerful Development for the analysis of biomolecules (Karas M, Hillenkamp F. Laser desorption ionization of proteins with molecular masses exceeding 10,000 daltons. Anal Chem. 1988 Oct 15; 60 (20): 2299-301). An analyte is embedded in a light-absorbing matrix. By A short laser pulse evaporates the matrix and the analyte molecule is thus unfragmented transported into the gas phase. By collisions with matrix molecules ionization of the analyte is achieved. An applied voltage accelerates the ions into a field-free flight tube. Because of their different Masses, the ions are accelerated to different extents. smaller Ions reach the detector earlier than bigger ones.
MALDI-TOF Spektrometrie eignet sich ausgezeichnet zur Analyse von Peptiden und Proteinen. Die Analyse von Nukleinsäuren ist etwas schwieriger (Gut I G, Beck S. DNA und Matrix Assisted Laser Desorption Ionization Mass Spectrometry. Current Innovations und Future Trends. 1995, 1; 147–57). Für Nukleinsäuren ist die Empfindlichkeit etwa 100 mal schlechter als für Peptide und nimmt mit zunehmender Fragmentgröße überproportional ab. Für Nukleinsäuren, die ein vielfach negativ geladenes Rückgrat haben, ist der Ionisationsprozeß durch die Matrix wesentlich ineffizienter. In der MALDI-TOF Spektrometrie spielt die Wahl der Matrix eine eminent wichtige Rolle. Für die Desorption von Peptiden sind einige sehr leistungsfähige Matrizes gefunden worden, die eine sehr feine Kristallisation ergeben. Mittlerweile gibt es einige ansprechende Matrizes für DNA, der Empfindlichkeitsunterschied wurde jedoch nicht verringert. Der Empfindlichkeitsunterschied kann verringert werden, indem die DNA chemisch so modifiziert wird, daß sie einem Peptid ähnlicher wird. Phosphorothioatnukleinsäuren, bei denen die gewöhnlichen Phosphate des Rückgrats durch Thiophosphate substituiert sind, lassen sich durch einfache Alkylierungschemie in eine ladungsneutrale DNA umwandeln (Gut IG, Beck S. A procedure for selective DNA alkylation und detection by mass spectrometry. Nucleic Acids Res. 1995 Apr 25; 23(8): 1367–73). Die Kopplung eines „charge tags" an diese modifizierte DNA resultiert in der Steigerung der Empfindlichkeit auf das gleiche Niveau, wie es für Peptide gefunden wird. Ein weiterer Vorteil von „charge tagging" ist die erhöhte Stabilität der Analyse gegen Verunreinigungen, die den Nachweis unmodifizierter Substrate stark erschweren.MALDI-TOF Spectrometry is ideal for the analysis of peptides and proteins. The analysis of nucleic acids is somewhat more difficult (Gut I G, Beck S. DNA and Matrix Assisted Laser Desorption Ionization Mass spectrometry. Current innovations and future trends. 1995 1; 147-57). For nucleic acids sensitivity about 100 times worse than for peptides and decreases disproportionately with increasing fragment size. For nucleic acids that a often negatively charged backbone have, the ionization process is through the matrix much more inefficient. In MALDI-TOF spectrometry the choice of matrix plays an eminently important role. For desorption some very powerful matrices have been found from peptides, which result in a very fine crystallization. Now there is some attractive matrices for DNA, however, the difference in sensitivity was not reduced. The Difference in sensitivity can be reduced by the DNA is chemically modified to be more similar to a peptide becomes. Phosphorothioate nucleic acids, where the ordinary Backbone phosphates are substituted by thiophosphates, can be replaced by simple Converting alkylation chemistry into a charge-neutral DNA (Gut IG, Beck S. A procedure for selective DNA alkylation and detection by mass spectrometry. Nucleic Acids Res. 1995 Apr 25; 23 (8): 1367-73). The Coupling a “batch tags "to this modified DNA results in an increase in sensitivity to the same thing Level as it is for Peptides is found. Another advantage of "charge tagging" is the increased stability of the analysis against contamination, the detection of unmodified substrates greatly complicate.
Genomische DNA wird von der DNA von zellulären, Gewebe- oder anderen Testproben unter der Verwendung von Standardverfahren erhalten. Diese Standard-Methodologie kann in Literaturstellen, wie zum Beispiel Fritsch und Maniatis eds.; Molecular Clonin: A Laboratory Manual, 1989 gefunden werden.genomic DNA is made from the DNA of cellular, Tissue or other test samples using standard procedures receive. This standard methodology can be found in literature, such as Fritsch and Maniatis eds .; Molecular Clonin: A Laboratory Manual, 1989.
Brustkrebs ist augenblicklich der zweithäufigste Typ von Krebs bei Frauen. Im Jahr 2001 wurden über 190.000 neue Fälle von invasivem Brustkrebs und über 47.000 weitere Fälle von in situ-Brustkrebs diagnostiziert. Das Auftreten und die Todesrate nimmt mit dem Alter zu, für die Zeitdauer 1994–1998 war das Auftreten von Brustkrebs unter Frauen im Alter zwischen 20 und 24 nur 1,5 pro 100.000 Einwohner. Das Risiko steigt jedoch bis zu 498,7 innerhalb der Altersgruppe von 75–79 an. Die Mortalitätsraten nahmen um ungefähr 5% über das letzte Jahrzehnt hinweg ab und Faktoren, die die 5-Jahres-Überlebensraten beeinflussen, schließen Alter, Phase des Krebs, sozioökonomische Faktoren und Rasse ein.breast cancer is currently the second most common Type of cancer in women. In 2001, over 190,000 new cases of invasive breast cancer and over 47,000 more cases diagnosed by in situ breast cancer. The occurrence and death rate increases with age for the period 1994-1998 was the incidence of breast cancer among women between the ages 20 and 24 only 1.5 per 100,000 inhabitants. However, the risk increases up to 498.7 in the 75-79 age group. The mortality rates took at around 5% over the past decade and factors that affect 5-year survival influence, close age, Phase of cancer, socio-economic Factors and race.
Brustkrebs wird definiert als die unkontrollierte Zellteilung von Zellen innerhalb der Brustgewebe. Die Brüste bestehen aus 15 bis 20 Lappen, die miteinander durch Kanäle ver bunden sind. Krebs entsteht am häufigsten in einem Kanal, wird jedoch auch in den Lappen gefunden, wobei der seltenste Typ von Krebs entzündlicher Brustkrebs genannt wird.breast cancer is defined as the uncontrolled cell division of cells within the breast tissue. The breasts consist of 15 to 20 lobes, which are connected by channels are. Cancer is the most common in a canal, but is also found in the lobes, the rarest type of cancer inflammatory Is called breast cancer.
Es wird dem Fachmann ersichtlich sein, daß ein ständiger Bedarf besteht, die Verfahren des frühen Nachweises, der Klassifikation und Behandlung von Brustkrebs zu verbessern. Im Unterschied zum Nachweis von einigen anderen verbreiteten Krebsarten, wie zum Beispiel Cervix- und Hautkrebs, bestehen inhärente Schwierigkeiten bei der Klassifizierung und dem Nachweis von Brustkrebs.It will be apparent to those skilled in the art that there is a constant need to improve the early detection, classification and treatment methods for breast cancer. In contrast to the detection of some other common cancers, such as cervical and skin cancer, there are inherent Difficulty in classifying and detecting breast cancer.
Der erste Schritt jeder Behandlung ist die Ermittlung des Zustands des Patienten im Vergleich zu definierten Klassifikationen der Erkrankung. Der Wert eines solchen Systems hängt jedoch inhärent von der Qualität der Klassifizierung ab. Brustkrebs wird gemäß seiner Größe, seiner Lokalisierung und des Auftretens von Metastasen eingestuft. Verfahren der Behandlung schließen die Anwendung von Chirurgie, Bestrahlungstherapie und Hormontherapie ein, die auch als Anschlußtherapien an die Chirurgie angewendet werden.The The first step in any treatment is to determine the condition of the patient Patients compared to defined classifications of the disease. The value of such a system depends however inherent on the quality the classification. Breast cancer is classified according to its size, location, and classified as the occurrence of metastases. Treatment procedure conclude the use of surgery, radiation therapy and hormone therapy one, also called follow-up therapies applied to surgery.
Endokrine Therapien wurden entwickelt, um die Effekte von Estrogen auf Krebszellen zu blockieren oder die Serum-Estrogenspiegel zu verringern. Tamoxifen (TAM) ist der am meisten verbreitet verwendete anti-Estrogene Wirkstoff für Brustkrebs-Patientinnen. Er wirkt durch die Blockierung der Estrogen-Stimulierung von Brustkrebszellen, wobei sowohl die Translokation als auch die nukleare Bindung des Estrogenrezeptors inhibiert wird. TAM wird in Anschlußtherapie-Ansätzen bei primären Brustkrebs-Patientinnen und bei der Behandlung von metastatischer Erkrankung verwendet, und seine Effektivität wurde verschiedene klinische Studien bestätigt. Die Behandlung über fünf Jahre hinweg reduziert das jährliche Wiederauftreten der Erkrankung um 47% und die jährlichen Todesfälle um 26%, und diese Reduktion ist ähnlich in verschiedenen Altersgruppen. Auch verringert es das Auftreten der Entwicklung von kontralateralen Brusttumoren. TAM befindet sich unter den am wenigsten toxischen antineoplastischen Mitteln, da es aber in einigen Geweben estrogenische Eigenschaften hat, erhöht es das Risiko von endometriellem Krebs 3-fach. Andere endokrine Therapien schließen Aromatase-Inhibitoren ein, die das Enzym Aromatase in adiposem Gewebe (die hauptsächliche Quelle von Estrogen in postmenopausalen Frauen) blockieren und zu einer verringerten oder keiner Produktion von Estrogenen in adiposem Gewebe führen. Auch wurden neue Mittels entwickelt, die den Estrogenrezeptor blockieren oder modulieren, die allgemein als SERMs = Selektive Estrogenrezeptor Modulatoren zusammengefaßt wurden.endocrine Therapies have been developed to study the effects of estrogen on cancer cells block or decrease serum estrogen levels. tamoxifen (TAM) is the most widely used anti-estrogen ingredient for breast cancer patients. It works by blocking estrogen stimulation of breast cancer cells, whereby both the translocation and the nuclear binding of the Estrogen receptor is inhibited. TAM is used in follow-up therapy approaches primary Breast cancer patients and in the treatment of metastatic Disease used, and its effectiveness has been various clinical Studies confirmed. Treatment over five years away reduces the annual Disease recurrence by 47% and annual deaths by 26%, and this reduction is similar in different age groups. It also reduces the incidence the development of contralateral breast tumors. TAM is located at the least toxic antineoplastic agent since it has estrogenic properties in some tissues, it increases that 3-fold risk of endometrial cancer. Other endocrine therapies conclude Aromatase inhibitors include an aromatase enzyme in adipose tissue (the main one Block and increase source of estrogen in postmenopausal women) a reduced or no production of estrogens in obesity Lead tissue. New agents have also been developed that block the estrogen receptor or modulate, commonly referred to as SERMs = Selective Estrogen Receptor Modulators summarized were.
Noch ein anderer Weg, um die Menge an für den Tumor verfügbarem Estrogen zu verringern, ist es, Mittel zu verabreichen, die die Feed-back Schleife bei der Sexualhormon-Regulation (LH-RH Analoga) bei einer höheren Stufe unterbrechen.Yet another way to measure the amount of estrogen available for the tumor to reduce it is to administer funds that provide the feedback Loop in sex hormone regulation (LH-RH analogues) in one higher Interrupt level.
Im allgemeinen sind die Nebenwirkungen der endokrinen Behandlung im Vergleich zur Chemotherapie harmlos. Jedoch, da die endokrinen Behandlungen Estrogen als einen Wachstumsfaktor für Krebs entfernen oder reduzieren, wirken sie nur für Tumore, die von einem Estrogen als einen Wachstumsfaktor abhängig sind. Das Wachstum von Krebsarten, die keinen funktionellen ER-Signalweg aufweisen, kann nicht durch die endokrinen Therapien moduliert werden.in the general side effects of endocrine treatment are Harmless compared to chemotherapy. However, since the endocrine treatments Remove or reduce estrogen as a growth factor for cancer, they only work for Tumors that depend on an estrogen as a growth factor. The Growth of cancers that do not have a functional ER signaling pathway, cannot be modulated by endocrine therapies.
Der augenblickliche Weg, um zu bestimmen, ob ein Tumor auf endokrine Therapien ansprechen wird, ist die Analyse der Expression von Hormonrezeptoren. Der Hormon-Rezeptorstatus sollte vor Beginn der TAM Behandlung getestet werden, da nur eine Gruppe von Patienten von dieser Therapie profitieren wird. Zu diesem Zweck werden der ER (Estrogenrezeptor)- und PR (Progesteronrezeptor)-Status routinemäßig in allen Patienten getestet und als prädiktive Marker einer Antwort angesehen (ein prädiktiver Marker oder Faktor ist jede Messung, die mit einer Antwort oder dem Fehlen einer Antwort auf eine bestimmte Therapie assoziiert ist). Der ER-Status ist für die Response bei Anschluß-endokrinem Therapieansatz auch bei fortschreitender metastatischer Erkrankung prädiktiv.The current way to determine whether a tumor is on endocrine Therapies will address is the analysis of the expression of hormone receptors. The hormone receptor status should be tested before starting TAM treatment as only one Group of patients will benefit from this therapy. To this Purpose are the ER (estrogen receptor) and PR (progesterone receptor) status routinely in all patients tested and as predictive Viewed a response marker (a predictive marker or factor is any measurement with an answer or lack of an answer is associated with a particular therapy). The ER status is for the response in connection endocrine Therapy approach even with progressive metastatic disease predictive.
Im Augenblick erhalten ER positive und/oder PR positive Patientinnen TAM und die verbleibenden 10% Patientinnen erhalten Chemotherapie. Das Problem ist, daß die Behandlung nur bei einer Untergruppe von Hormonrezeptor-positiven Patientinnen effektiv ist und daß eine kleine Untergruppe von ER-negativen Patientinnen anfänglich auf TAM anzusprechen scheinen. Dann würde diese nicht ansprechende Untergruppe nicht nur von der TAM Behandlung nicht profitieren, sondern diese würde gegenteilige Effekte hervorrufen, und diese würde nicht die Gelegenheit haben, statt dessen eine Chemotherapie zu erhalten. Auf der anderen Seite würde die ER-negative Untergruppe, die von der Tamoxifen-Behandlung profitiert haben könnte, statt dessen eine Chemotherapie erhalten. Mehrere verschiedene Tests sind erhältlich, um PR und ER zu messen, einschließlich biochemischer und IHC (immun-histochemischer) Analyse, jedoch fehlt eine Standardisierung von Färbemethoden, und es ist inter-Laborvariabilität vorhanden (Clin Cancer Res 2000, 6: 616–621).in the Right now ER positive and / or PR positive patients are received TAM and the remaining 10% of patients receive chemotherapy. The problem is that the Treatment only for a subset of hormone receptor positive Is effective and that a small subset of ER negative patients initially seem to respond to TAM. Then this would not be appealing Subgroup not only did not benefit from the TAM treatment, but this would produce opposite effects and this would not have the opportunity to get chemotherapy instead. On the other hand, it would ER negative subset that benefits from tamoxifen treatment could have, get chemotherapy instead. Several different tests are available to measure PR and ER, including biochemical and IHC (Immunohistochemical) analysis, but no standardization of staining methods, and there is inter-laboratory variability (Clin Cancer Res 2000, 6: 616-621).
Im Augenblick werden verschiedene prädiktive Marker untersucht. Weil bisher die meisten Patienten Tamoxifen als endokrine Behandlung erhalten haben, wurde von den meisten Markern gezeigt, daß diese mit der Antwort oder Resistenz gegen Tamoxifen assoziiert sind. Jedoch wird allgemein angenommen, daß es eine große Überlappung zwischen Respondern zwischen der einen und der anderen Therapie gibt. In der Tat werden die ER- und PR-Expression dazu verwendet, um Patienten für irgendeine endokrine Behandlung auszuwählen. Unter den Markern, die mit TAM Response in Zusammenhang gebracht wurden, ist bcl-2. Hohe bcl-2-Spiegel zeigen eine vielversprechende Korrelation mit der TAM-Therapieantwort in Patientinnen mit metastatischer Erkrankung und verlängertem Überleben und fügen wertvolle Informationen zu der ER-negativen Patientinnen-Untergruppe hinzu (J Clin Oncology 1997, 15 5: 1916–1922; Endocrine, 2000, 13(1): 1–10. Es bestehen in Konflikt stehende Hinweise im Hinblick auf den unabhängigen prädiktiven Wert von c-erbB2 (Her2/neu) für die Expression in Patientinnen mit fortgeschrittenem Brustkrebs, die eine weitere Evaluierung und Verifikation erfordern (British J of Cancer 1999, 79(7/8): 1220–1226; J Natl Cancer Inst, 1998, 90(21): 1601–1608).Various predictive markers are currently under investigation. Because most patients have received tamoxifen as an endocrine treatment, most markers have been shown to be associated with the response or resistance to tamoxifen. However, it is generally believed that there is a large overlap between responders between one and the other therapy. Indeed, ER and PR expression are used to train patients for any endocrine treatment choose. Among the markers associated with TAM Response is bcl-2. High bcl-2 levels show a promising correlation with the TAM therapy response in patients with metastatic disease and prolonged survival and add valuable information to the ER-negative patient subgroup (J Clin Oncology 1997, 15 5: 1916-1922; Endocrine , 2000, 13 (1): 1–10 There are conflicting indications regarding the independent predictive value of c-erbB2 (Her2 / new) for expression in patients with advanced breast cancer who require further evaluation and verification (British J of Cancer 1999, 79 (7/8): 1220-1226; J Natl Cancer Inst, 1998, 90 (21): 1601-1608).
Andere prädiktive Marker schließen SRC-1 (Steroidrezeptor-Coaktivator-1), CGA-Gen Überexpression, Zellkinetiken und S-Phase Fraktionstests (Breast Cancer Res and Treat, 1998, 48: 87–92; Oncogene 2001, 20: 6955–6959) ein. Kürzlich erwiesen sich uPA (Urokinase-Typ Plasminogenaktivator) und PAI-1 (Plasminogenaktivator Inhibitor Typ 1) zusammen als brauchbar, um eine Untergruppe von Patientinnen zu definieren, die eine schlechtere Prognose aufweisen und die von einer Anschluß-systemischen Therapie profitieren würden (J Clinical Oncology, 2002, 20 n° 4). Alle diese Marker erfordern noch weitere Untersuchungen in durchzuführenden Studien, da keiner von diesen bisher ein validierter Antwortmarker ist.Other predictive Close marker SRC-1 (steroid receptor coactivator-1), CGA gene overexpression, cell kinetics and S-phase fraction tests (Breast Cancer Res and Treat, 1998, 48: 87-92; Oncogene 2001, 20: 6955-6959) on. Recently uPA (urokinase type Plasminogen activator) and PAI-1 (plasminogen activator inhibitor Type 1) together as useful to a subset of patients to define that have a poorer forecast and that of a connection systemic Therapy would benefit (J Clinical Oncology, 2002, 20 n ° 4). All of these markers require further investigation to be performed Studies since none of these have been a validated response marker so far is.
Von einer Anzahl von mit Krebs assoziierten Genen wurde gezeigt, daß diese durch Hypermethylierung von CpG Inseln während Brust-Tumorgenese inaktiviert werden. Verringerte Expression des Calcium bindenden Proteins S100A2 (Zugangsnummer NM_005978) wurde mit der Entwicklung von Brust-Krebsarten in Verbindung gebracht. Die Hypermethylierung der Promotorregion dieses Gens wurde in neoplastischen Zellen beobachtet, was daher beweist, daß die S100A2 Repression in Tumorzellen durch Stellen-spezifische Methylation vermittelt wird.Of A number of genes associated with cancer have been shown to be: inactivated by hypermethylation of CpG islets during breast tumorigenesis become. Decreased expression of the calcium binding protein S100A2 (Accession number NM_005978) has been involved in the development of breast cancers connected. Hypermethylation of the promoter region this gene was observed in neoplastic cells, which is why proves that the S100A2 Repression in tumor cells by site-specific methylation is conveyed.
Das SYK Gene (Zugangsnummer NM_003177) kodiert für eine Protein Tyrosinekinase, Syk (spleen tyrosine kinase), die in hämatopoietischen Zellen stark exprimiert wird. Syk wird in normal Brust duktalen Epithelzellen exprimiert, jedoch nicht in einem Unterset von invasiven Brustkarzinomen. Auch scheint der Verlust von Syk Expression scheint mit malignen Phänotypen, wie zum Beispiel erhöhter Beweglichkeit und Invasion assoziiert zu sein. Der Verlust der Expression tritt auf dem Transkriptionsniveau als ein Ergebnis der DNA Hypermethylierung auf, wie durch Yuan Y, Mendez R, Sahin A and Dai JL (Hypermethylation leads to silencing of the SYK gene in human breast cancer. Cancer Res. 2001; 61(14): 5558–61.) gezeigt.The SYK genes (accession number NM_003177) codes for a protein tyrosine kinase, Syk (spleen tyrosine kinase), which is strong in hematopoietic cells is expressed. Syk is found in normal breast ductal epithelial cells expressed, but not in a subset of invasive breast cancer. Also, the loss of syk expression seems to be associated with malignancy phenotypes such as increased To be associated with mobility and invasion. The loss of expression occurs at the level of transcription as a result of DNA hypermethylation on how by Yuan Y, Mendez R, Sahin A and Dai JL (Hypermethylation leads to silencing of the SYK gene in human breast cancer. Cancer Res. 2001; 61 (14): 5558-61.) shown.
Der TGF-β Typ 2 Rezeptor (kodiert durch das TGFBR2 Gen, NM_003242) spielt eine Rolle bei den Transmembran-Signal-Pathways, über einen Komplex von Serin/Threoninkinasen. Mutationen in dem Gene wurden in einigen primären Tumoren und in verschiedenen Typen von Tumor-abgeleiteten Zellen, einschließlich Brust (Zucke CD, Philpott A, Metcalfe JC, Thompson AM, Hughes-Davies L, Kemp PR, Hesketh R. Inhibiting mutations in the transforming growth factor beta type 2 receptor in recurrent human breast cancer. Cancer Res. 2001 Jan 15; 61(2): 482–5) entdeckt.The TGF-β type 2 receptor (encoded by the TGFBR2 gene, NM_003242) plays one Role in the transmembrane signal pathways, via a complex of serine / threonine kinases. Mutations in the gene have been found in some primary tumors and in different ones Types of tumor-derived cells, including breast (Zucke CD, Philpott A, Metcalfe JC, Thompson AM, Hughes-Davies L, Kemp PR, Hesketh R. Inhibiting mutations in the transforming growth factor beta type 2 receptor in recurrent human breast cancer. Cancer Res. 2001 Jan 15; 61 (2): 482-5) discovered.
Die Gene COX7A2L und GRIN2D wurden beide von Watanabe et. al. (Isolation of estrogenresponsive genes with a CpG island library. Molec. Cell. Biol. 18: 442–449, 1998.) unter Verwendung des CpG-GBS (genomic binding site) Verfahrens als neue Estrogen-responsive Elemente identifiziert. Das Gen COX7A2L (Zugangsnummer NM_004718) kodiert eine Polypeptid 2-ähnliche Cytochrom C Oxidase Untereinheit VIIA. Northern blot Analyse wies eine Hochregulation von COX7A2L nach Estrogenbehandlung einer Brustkrebs Zelllinie nach.The COX7A2L and GRIN2D genes were both developed by Watanabe et. al. (Isolation of estrogen-responsive genes with a CpG island library. Molec. Cell. Biol. 18: 442-449, 1998.) using the CpG-GBS (genomic binding site) method identified as new estrogen-responsive elements. The COX7A2L gene (Accession number NM_004718) encodes a polypeptide 2-like Cytochrome C oxidase subunit VIIA. Northern blot analysis indicated an upregulation of COX7A2L after estrogen treatment of a breast cancer Cell line after.
Das Gen GRIN2D (Zugangsnummer NM_000836) kodiert für den N-Methyl-D-aspartat ionotrophischen Untereinheit 2D Glutamatrezeptor, eine Untereinheit des NMDA Rezeptorkanals, der mit neuronalem Signal assoziiert ist, weiterhin wurde die Expression der cDNA in einer Osteosarkoma-Zellinie beobachtet.The The GRIN2D gene (accession number NM_000836) codes for the N-methyl-D-aspartate ionotrophic Subunit 2D glutamate receptor, a subunit of the NMDA receptor channel, which is associated with neuronal signal, expression continued the cDNA was observed in an osteosarcoma cell line.
Das Gen VTN (also als Vitronektin bekannt, Zugangsnummer NM_000638) kodiert für ein 75-kD Glycoprotein (auch Serum Verteilungsfaktor oder Komplement S-Protein genannt), das die Anheftung und Verteilung von tierischen Zellen in vitro unterstützt, die Cytolyse durch den Komplement C5b-9 Komplex inhibiert, und die Antithrombin III- Thrombinwirkung bei der Blut-Koagulation moduliert. Weiterhin wurde die Expression von diesem Gen mit dem mit dem Fortschreiten und der Invasivität von Krebszellen in Zusammenhang gebracht.The Gene VTN (also known as vitronectin, accession number NM_000638) encodes for a 75 kD glycoprotein (also serum distribution factor or complement S protein called), which is the attachment and distribution of animal Supports cells in vitro, inhibits cytolysis by the complement C5b-9 complex, and the Antithrombin III thrombin effect modulated during blood coagulation. Furthermore, the expression of this gene with the one with the progression and invasiveness of cancer cells associated.
Das Gen SFN (auch als Stratifin bekannt) kodiert für ein Polypeptid der 14-3-3 Familie, 14-3-3 Sigma. Die 14-3-3 Familie von Proteinen vermittelt die Signaltransduktion durch Bindung an Phosphoserin-enthaltende Proteine. Die Expression des SFN-Gens geht in Brustkarzinomen verloren, dies liegt möglicherweise an Hypermethylierung während der frühen Phasen von neoplastischer Transformation (siehe Umbricht CB, Evron E, Gabrielson E, Ferguson A, Marks J, Sukumar S. Hypermethylation of 14-3-3 sigma (stratifin) is an early event in breast cancer. Oncogene. 2001 Jun 7; 20(26): 3348–53).The SFN gene (also known as stratifin) encodes a 14-3-3 family polypeptide, 14-3-3 Sigma. The 14-3-3 family of proteins mediate signal transduction by binding to phosphoserine-containing proteins. The expression of the SFN gene is lost in breast carcinomas, which may be due to Hy permethylation during the early phases of neoplastic transformation (see Umbricht CB, Evron E, Gabrielson E, Ferguson A, Marks J, Sukumar S. Hypermethylation of 14-3-3 sigma (stratifin) is an early event in breast cancer. Oncogene. 2001 Jun 7; 20 (26): 3348-53).
Das Gen PSA (Zugangsnummer NM 021154), auch als PSA-T bekannt, sollte nicht mit dem auch allgemein als PSA bezeichneten Gen (Zugangsnummer NM 001648) verwechselt werden, das für Prostata-spezifisches Antigen kodiert, und dessen technisch korrekter Name Kal-likrein 3 ist. Das Gen PSA-7 kodiert für das Protein Phosphoserinaminotransferase, die das den zweiten Schritt katalysierende Enzym im Serin-Biosyntheseweg darstellt. Veränderungen in den Genexpressionsspiegeln wurden durch mRNA-Expressionsanalyse verfolgt und Hochregulation des Gens wurde in Colonkarzinomen in einer Studie mit 6 Proben identifiziert (Ojala P, Sundstrom J, Gronroos JM, Virtanen E, Talvinen K, Nevalainen TJ. mRNA differential display of gene expression in colonic carcinoma. Electrophoresis. 2002; 23(11): 1667–76).The Gen PSA (accession number NM 021154), also known as PSA-T, should not with the gene also commonly referred to as PSA (accession number NM 001648) are confused with the prostate-specific antigen encoded, and whose technically correct name is Kal-likrein 3. The PSA-7 gene encodes for the Protein phosphoserine aminotransferase, which is the second step catalyzing enzyme in the serine biosynthetic pathway. changes in gene expression levels were determined by mRNA expression analysis tracked and upregulation of the gene has been found in colon cancer a study with 6 samples identified (Ojala P, Sundstrom J, Gronroos JM, Virtanen E, Talvinen K, Nevalainen TJ. mRNA differential display of gene expression in colonic carcinoma. Electrophoresis. 2002; 23 (11): 1667-76).
Das Gen Stathimin (NM_005563) kodiert für ein Oncoprotein 18, auch als Stathimin bekannt, ein konserviertes cytosolisches Phosphoprotein, das Microtubuli-Dynamiken reguliert. Das Protein wird bei einer Zahl von menschlichen malignen Erkrankungen stark exprimiert. In menschlichen Brustkrebsarten wurde das Stahimingen als in einer Untergruppe der Tumore hoch-reguliert gezeigt.The Gene stathimin (NM_005563) encodes an oncoprotein 18, too known as stathimin, a preserved cytosolic phosphoprotein, that regulates microtubule dynamics. The protein is in a Number of human malignancies highly expressed. In Stahimingen was considered to be in one human breast cancer Subset of tumors shown highly regulated.
Das Gen PRKCD kodiert für ein Mitglied der Familie von Proteinkinase c Enzymen und ist an der B-Zell Signalübertragung und der Regulation von Wachstum, Apoptose und Differenzierung einer Vielzahl von Zelltypen beteiligt.The PRKCD gene encodes for a member of the family of protein kinase c enzymes and is on the B-cell signal transmission and the regulation of growth, apoptosis and differentiation of a Variety of cell types involved.
Einige dieser Moleküle interagieren auf eine Kaskade-artige Weise. Die sich gegen STMN1 richtende PRKCD Aktivität wird durch SFN Bindung und SYK Phosphorylierung moduliert. Zusammen beeinflußt dies die Tubulinpolymerisation die für die Zellteilung erforderlich ist.Some of these molecules interact in a cascade-like manner. Who opposed STMN1 directing PRKCD activity is modulated by SFN binding and SYK phosphorylation. Together affected this is the tubulin polymerization required for cell division is.
Beschreibungdescription
Die vorliegenden Erfindung stellt Verfahren und Nukleinsäuren zur Vorhersage der Antwort eines Patienten mit einer Zell-proliferativen Erkrankung der Brustgewebe auf die endokrine Behandlung zur Verfügung. Unter der Verwendung der hier beschriebenen Verfahren und Nukleinsäuren, können statistisch signifikante Modelle der Patienten-Response auf das Behandlungsschema entwickelt werden und dazu verwendet werden, Patienten und behandelnden Ärzten bei der Bestimmung von Behandlungsoptionen zu assistieren. Das beschriebene Verfahren soll dazu verwendet werden, die Eignung von endokriner Behandlung eine Therapie für Patienten, die an einer Zell-proliferativen Erkrankung der Brustgewebe leiden, zu ermitteln. Daher wird die vorliegende Erfindung als die Probleme reduzierend angesehen, die mit der augenblicklichen Behandlungsantwort vorhersagenden Verfahren assoziiert sind.The The present invention provides methods and nucleic acids Predicting the response of a patient with a cell proliferative Breast tissue disease available on endocrine treatment. Under the use of the methods and nucleic acids described here can be statistical significant models of patient response to the treatment regimen be developed and used to help patients and treating physicians assist in determining treatment options. The described Procedure is intended to be used to determine the suitability of endocrine Treatment a therapy for Patients suffering from cell proliferative disease of the breast tissue suffering to determine. Therefore, the present invention is referred to as the Reduced problems viewed with the current treatment response predictive procedures are associated.
Unter der Verwendung der wie hier beschriebenen Verfahren und Nukleinsäuren, kann die Patienten-Empfindlichkeit vor oder während der endokrinen Behandlung einer Zellproliferativen Erkrankung der Brustgewebe evaluiert werden, um dem Patienten und dem behandelnden Arzt somit wichtige Information im Hinblick auf die Risiken, Nachteile und Vorteile, die mit der endokrinen Behandlung assoziiert sind, zur Verfügung zu stellen. Es wird daher ersichtlich sein, daß die hier beispielhaft dargestellten Verfahren und Nukleinsäuren dazu dienen können, die Lebensqualität eines Patienten und Unstimmigkeiten des Behandlungserfolgs zu verbessern, indem sowohl dem Patienten als auch dem behandelnden Arzt eine genauere Ermittlung der Behandlungsoptionen des Patienten ermöglicht werden.Under the use of the methods and nucleic acids as described here patient sensitivity before or during endocrine treatment a cell proliferative disease of the breast tissue is evaluated, important information for the patient and the treating doctor in terms of the risks, disadvantages and benefits that come with the associated with endocrine treatment. It will therefore it can be seen that the The methods and nucleic acids shown here as examples can serve the quality of life to improve a patient and inconsistencies in treatment success by giving both the patient and the attending physician a more accurate Identification of the patient's treatment options are made possible.
Das Ziel der Erfindung wird mittels der Analyse der Methylierungsmuster eines oder einer Kombination der Gene, ausgewählt aus der Gruppe PSA, STMN1, S100A2, SFN, PRKCD, SYK, VTN, GRIN2D, TGFBR2, COX7A2L (siehe Tabelle 1) und/oder deren regulatorischen Regionen gelöst. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Nukleinsäure eines oder einer Kombination der Gene, ausgewählt aus der Gruppe PSA, STMN1, S100A2, SFN, PRKCD, SYK, VTN, GRIN2D, TGFBR2 und COX7A2L mit einem Reagenz oder einer Reihe von Reagenzien in Kontakt gebracht wird, die in der Lage sind, zwischen methylierten und nicht-methylierten CpG-Dinukleotiden innerhalb der genomischen Sequenz von Interesse zu unterscheiden.The The aim of the invention is by means of the analysis of the methylation pattern one or a combination of the genes selected from the group PSA, STMN1, S100A2, SFN, PRKCD, SYK, VTN, GRIN2D, TGFBR2, COX7A2L (see table 1) and / or their regulatory regions resolved. The invention is thereby characterized that the nucleic acid one or a combination of the genes selected from the group PSA, STMN1, S100A2, SFN, PRKCD, SYK, VTN, GRIN2D, TGFBR2 and COX7A2L with one Reagent or a set of reagents is contacted who are able to switch between methylated and unmethylated CpG dinucleotides within the genomic sequence of interest to distinguish.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Ermittlung von genetischen und/oder epigenetischen Parameter von genomischer DNA zur Verfügung. Das Verfahren dient der verbesserten Behandlung und Überwachung von Brustzell-proliferativen Erkrankungen durch ein Ermöglichen der genauen Vorhersage der Response eines Patienten auf eine endokrine Behandlung. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ermöglicht das Verfahren der Erfindung die Differenzierung zwischen Patienten, die auf die endokrine Therapie reagieren und denjenigen, die dies nicht tun.The present invention provides a method for determining genetic and / or epigenetic parameters of genomic DNA. The method is used to improve the treatment and monitoring of breast cell proliferative diseases by enabling accurate prediction of a patient's response to endocrine treatment. In a particularly preferred embodiment, the method of the invention enables differentiation between patients on endocrine therapy respond and those who don't.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann für die Analyse einer großen Vielzahl von Zellproliferativen Erkrankungen der Brustgewebe verwendet werden, einschließlich, jedoch nicht begrenzt auf, duktale Karzinome in situ, lobuläre Karzinome, kolloidale Karzinome, tubuläre Karzinome, medulläre Karzinome, metaplastische Karzinome, intraductale Karzinome in situ, lobuläre Karzinome in situ und papilläre Karzinome in situ.The Method according to the invention can for the analysis of a large one Variety of breast proliferative diseases used become, including, but not limited to, ductal carcinomas in situ, lobular carcinomas, colloidal carcinoma, tubular Carcinomas, medullary Carcinomas, metaplastic carcinomas, intraductal carcinomas in situ, lobular Carcinomas in situ and papillary Carcinomas in situ.
Das
Verfahren gemäß der Erfindung
ist besonders für
die Vorhersage der Response auf endokrine Behandlung in zwei Behandlungsansätzen geeignet.
In einer Ausführungsform
wird das Verfahren bei Patienten angewendet, die endokrine Behandlung
als sekundäre
Behandlung zu einer primären
Behandlung, wie zum Beispiel Chirurgie (hier im folgenden als Anschluß-Ansatz bezeichnet),
wie in
In a weiteren Ausführungsform wird das Verfahren bei Patienten angewendet, die an einem Rückfall von Brustkrebs im Anschluß an Behandlung durch ein primäres Mittel (bevorzugt Chirurgie), gefolgt von einer Erkrankungs-freien Periode, leiden, und wobei die endokrine Behandlung in Antwort auf einen Rückfall der Karzinome verschrieben wurde. Solch eine Behandlung wird oft Patienten verschrieben, die an Karzinomen späterer Phasen leiden, insbesondere wobei Metastasen aufgetreten sind. Daher soll dieser klinische Ansatz hier im folgenden auch als der 'metastatische Ansatz' bezeichnet werden. In dieser Ausführungsform sind Responder diejenigen, die in eine teilweise oder vollständige Remission eintreten, d.h. Subjekte, deren Krebs auf nicht nachweisbare Spiegel absinkt, im Gegensatz zu denjenigen, deren Erkrankungen weiterhin metastasieren oder oberhalb nachweisbarer Spiegel verbleiben. Diese Methodologie stellt weitere Verbesserungen über den Stand der Technik dadurch zur Verfügung, daß das Verfahren bei jedem Subjekt angewendet werden kann, unabhängig vom Estrogen- und/oder Progesteronrezeptorstatus. Daher ist es in einer bevorzugten Ausführungsform von dem Subjekt nicht erforderlich, daß es auf den Estrogen- oder Progesteron-Rezeptorstatus getestet wurde.In a further embodiment the procedure is used in patients who have a relapse of Breast cancer following Treatment by a primary Medium (preferably surgery) followed by disease-free Period, suffering, and being the endocrine treatment in response to a relapse the carcinoma has been prescribed. Such treatment is often Prescribed to patients suffering from later stage carcinomas, in particular where metastases have occurred. Therefore, this clinical approach is intended here hereinafter also referred to as the 'metastatic Approach ' become. In this embodiment Responder those who are in partial or full remission occur, i.e. Subjects whose cancer is on undetectable levels decreases, unlike those whose diseases continue metastasize or remain above detectable levels. This Methodology provides further improvements over the state of the art to disposal, that this Procedure can be applied to any subject, regardless of Estrogen and / or progesterone receptor status. Therefore it is in one preferred embodiment not required by the subject that it is on the estrogen or Progesterone receptor status tested has been.
Weiterhin ermöglicht das Verfahren die Analyse von Cytosin-Methylierungen und Single Nucleotide Polymorphismen innerhalb der Gene.Farther allows the method the analysis of cytosine methylations and single Nucleotide polymorphisms within genes.
Die Aufgabe der Erfindung wird mittels der Analyse der Methylierungsmuster der Gene PSA, STMN1, S100A2, SFN, PRKCD, SYK, VTN, GRIN2D, TGFBR2 und COX7A2L und/oder deren regulatorischer Regionen gelöst, in einer besonders bevorzugten Ausführungsform die Sequenzen, umfassend SEQ ID NOs: 27, 90, 41, 40, 121, 78, 115, 86, 43 und 105 und dazu komplementärer Sequenzen. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Verfahren durch in Kontakt bringen der Nukleinsäuresequenzen in einer biologischen Probe, die von einem Subjekt erhalten wurde, mit mindestens einem Reagenz oder einer Serie von Reagenzien gelöst, wobei das Reagenz oder die Serie von Reagenzien zwischen methylierten und nichtmethylierten CpG-Dinukleotiden innerhalb der jeweiligen Zielnukleinsäure(n) unterscheidet.The The object of the invention is achieved by analyzing the methylation pattern of the genes PSA, STMN1, S100A2, SFN, PRKCD, SYK, VTN, GRIN2D, TGFBR2 and COX7A2L and / or their regulatory regions solved in one particularly preferred embodiment the sequences comprising SEQ ID NOs: 27, 90, 41, 40, 121, 78, 115, 86, 43 and 105 and sequences complementary thereto. In a preferred one embodiment the method is accomplished by contacting the nucleic acid sequences in a biological sample obtained from a subject dissolved with at least one reagent or a series of reagents, wherein the reagent or series of reagents between methylated and unmethylated CpG dinucleotides within each Target nucleic acid (s) different.
In
einer bevorzugten Ausführungsform
umfaßt
das Verfahren die folgenden Schritte:
In dem ersten Schritt
des Verfahrens muß die
genomische DNA-Probe aus Quellen isoliert werden, wie zum Beispiel
Zellen oder zellulären
Komponenten, die DNA enthalten, wobei Quellen von DNA zum Beispiel
umfassen, Zelllinien, histologische Schnitte, Biopsien, in Paraffin
eingebettetes Gewebe, Brustgewebe, Blut, Plasma, lymphatische Flüssigkeit,
lymphatisches Gewebe, Duktus-Zellen, duktale Lavageflüssigkeit,
Brustwarzen-Aspirationsflüssigkeit,
Knochenmark und Kombinationen davon. Die Extraktion kann durch Mittel
erfolgen, die Standard für
den Durchschnittsfachmann sind, diese schließen die Verwendung von Detergenzlysaten,
die Beschallen und Vortexen mit Glasperlen ein. Sobald die Nukleinsäuren extrahiert
wurden, wird die genomische Doppelstrang-DNA in der Analyse verwendet.In a preferred embodiment, the method comprises the following steps:
In the first step of the method, the genomic DNA sample must be isolated from sources such as cells or cellular components containing DNA, where sources of DNA include, for example, cell lines, histological sections, biopsies, paraffin-embedded tissue, breast tissue , Blood, plasma, lymphatic fluid, lymphoid tissue, duct cells, ductal lava fluid, nipple aspiration fluid, bone marrow and combinations thereof. The extraction can be done by means that are standard for those of ordinary skill in the art, including the use of detergent lysates, sonication and vortexing with glass beads. Once the nucleic acids have been extracted, the double stranded genomic DNA is used in the analysis.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann die DNA vor dem nächsten Schritt des Verfahrens gespalten werden, dies kann durch jedes Mittel geschehen, das Standard im Stand der Technik ist, insbesondere, jedoch nicht begrenzt auf, mit Restriktions-Endonukleasen.In a preferred embodiment can the DNA before the next Step of the process can be split, this can be done by any means happen, which is standard in the art, in particular, however not limited to, with restriction endonucleases.
Im zweiten Schritt des Verfahrens wird die genomische DNA Probe auf solch eine Weise behandelt, das die Cytosinbasen, die an der 5'-Position nicht-methyliert sind, zu Uracil, Thymin oder einer anderen Base konvertiert werden, die im Hinblick auf das Hybridisierungsverhalten verschieden von Cytosin ist. Dies wird hier im folgenden als „Vorbehandlung" verstanden.in the The second step of the procedure is the genomic DNA sample treats such a way that the cytosine bases that are not methylated at the 5 'position are converted to uracil, thymine or another base, which differ in terms of hybridization behavior from Is cytosine. This is understood here as "pretreatment".
Die oben beschriebene Behandlung der genomischen DNA wird bevorzugterweise mit Bisulfit (Sulfit, Disulfit) und anschließender alkalischer Hydrolyse durchgeführt, die zu einer Konversion von nicht-methylierten Cytosin-Nukleobasen zu Uracil oder einer anderen Base fuhrt, die sich im Hinblick auf das Basenpaarungsverhalten von Cytosin unterscheidet. Falls eine Bisulfitlösung für die Reaktion verwendet wird, findet eine Addition an den nichtmethylierten Cytosinbasen statt. Darüber hinaus muß ein denaturierendes Mittel oder ein Lösungsmittel sowie ein Radikalfänger vorhanden sein. Eine anschließende alkalische Hydrolyse ermöglicht dann die Konversion von nicht-methylierten Cytosin-Nukleobasen zu Uracil. Die konvertierte DNA wird dann für den Nachweis von methylierten Cytosinen verwendet.The Treatment of the genomic DNA described above is preferred with bisulfite (sulfite, disulfite) and subsequent alkaline hydrolysis carried out, leading to a conversion of unmethylated cytosine nucleobases leads to Uracil or another base that is related to distinguishes the base pairing behavior of cytosine. If one bisulfite for the Reaction is used, is added to the unmethylated Cytosine bases instead. About that out must denaturing agent or a solvent and a radical scavenger present his. A subsequent one alkaline hydrolysis then enables the conversion of unmethylated cytosine nucleobases to uracil. The converted DNA is then used for used the detection of methylated cytosines.
Fragmente der vorbehandelten DNA werden unter der Verwendung von Sets von Primer-Oligonukleotiden und einer bevorzugterweise hitzebeständigen Polymerase amplifiziert. Aus statistischen und praktischen Überlegungen werden bevorzugterweise mehr als zehn verschiedene Fragmente, die eine Länge von 100 – 2000 Basenpaaren aufweisen, amplifiziert. Die Amplifikation von verschiedenen DNA-Segmenten kann gleichzeitig in ein- und demselben Reaktionsgefäß durchgeführt werden. Gewöhnlicherweise wird die Amplifikation mittels einer Polymerasekettenreaktion (PCR) durchgeführt.fragments of the pretreated DNA are made using sets of Primer oligonucleotides and a preferably heat-resistant polymerase is amplified. Statistical and practical considerations are preferred more than ten different fragments that are 100 - 2000 base pairs in length have amplified. The amplification of different DNA segments can be carried out simultaneously in one and the same reaction vessel. usually, the amplification is carried out by means of a polymerase chain reaction (PCR) carried out.
Der Aufbau solcher Primer ist dem Durchschnittsfachmann ersichtlich. Diese sollten mindestens zwei Oligonukleotide enthalten, deren Sequenzen jeweils revers komplementär oder identisch zu einem mindestens 18 Basenpaare langen Segment der Basensequenzen, die in dem Appendix angegeben sind: SEQ ID NO 188, 189, 430, 431, 314, 315, 542, 543, 214–217, 456–459, 556, 557, 376, 377, 618, 619, 364, 365, 606, 607, 306, 307, 548, 549, 220, 221, 462, 463, 344, 345, 586 und 587. Die Primeroligonukleotide sind bevorzugterweise dadurch ge kennzeichnet, daß sie keine CpG-Dinukleotide enthalten. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Sequenz der Primeroligonukleotide so aufgebaut, um selektiv nur an die Brustzell-spezifische DNA von Interesse zu annealen und diese zu amplifizieren, wodurch die Amplifikation von Hintergrund oder nicht-relevanter DNA minimiert wird. Im Kontext der vorliegenden Erfindung soll Hintergrund DNA genomische DNA bedeuten, die kein relevantes Gewebe-spezifisches Methylierungsmuster aufweist, wobei in diesem Fall das relevante Gewebe Brustgewebe sind.The The structure of such primers can be seen by the person skilled in the art. These should contain at least two oligonucleotides, their sequences each reversely complementary or identical to a segment that is at least 18 base pairs long of the base sequences given in the appendix: SEQ ID NO 188, 189, 430, 431, 314, 315, 542, 543, 214-217, 456-459, 556, 557, 376, 377, 618, 619, 364, 365, 606, 607, 306, 307, 548, 549, 220, 221, 462, 463, 344, 345, 586 and 587. The primer oligonucleotides are preferably thereby indicates that they contain no CpG dinucleotides. In a particularly preferred embodiment the sequence of the primer oligonucleotides is constructed in such a way that to selectively target only the breast cell-specific DNA anneal and amplify them, thereby amplifying Background or irrelevant DNA is minimized. In context background DNA of the present invention is intended to mean genomic DNA, that has no relevant tissue-specific methylation pattern, in which case the relevant tissue is breast tissue.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, daß während der Amplifikation mindestens ein Primeroligonukleotid an eine feste Phase gebunden ist. Die verschiedenen Oligonukleotid- und/oder PNA-Oligomersequenzen können auf einer festen Phase in Form eines rechteckigen oder hexagonalen Gitters angeordnet werden, wobei die feste Phasen-Oberfläche bevorzugterweise aus Silizium, Glas, Polystyrol, Aluminium, Stahl, Eisen, Kupfer, Nickel, Silber oder Gold zusammengesetzt ist, wobei auch andere Materialien, wie zum Beispiel Nitrozellulose oder Plastik als möglich verwendet werden können.According to the present Invention, it is preferred that during the Amplification of at least one primer oligonucleotide to a fixed one Phase is bound. The different oligonucleotide and / or PNA oligomer sequences can on a solid phase in the form of a rectangular or hexagonal Grid can be arranged, with the solid phase surface preferably made of silicon, glass, polystyrene, aluminum, steel, iron, copper, Nickel, silver or gold is composed, with others Materials such as nitrocellulose or plastic are used as possible can be.
Die mittels Amplifikation erhaltenen Fragmente können einen direkt oder indirekt nachweisbaren Marker tragen. Bevorzugt sind Marker in Form von Fluoreszenzmarkern, Radionukliden oder ablösbaren Molekülfragmenten, die eine typische Masse aufweisen, die in einem Massenspektrometer nachgewiesen werden können, wobei es bevorzugt ist, daß die Fragmente, die produziert werden, eine einzelne positive oder negative Nettoladung zum besseren Nachweis im Massenspektrometer aufweisen. Der Nachweis kann durchgeführt werden und visualisiert werden mittels Matrix-assistierter Laserdesorptions-/Inonisierungs-Massenspektrometrie (MALDI) oder unter der Verwendung von Elektronenspray-Massenspektrometrie (ESI).The Fragments obtained by amplification can be a direct or indirect wear detectable markers. Markers in the form of fluorescent markers are preferred, Radionuclides or removable Molecular fragments, which have a typical mass in a mass spectrometer can be demonstrated it is preferred that the Fragments that are produced are a single positive or negative Have a net charge for better detection in the mass spectrometer. The proof can be carried out are visualized using matrix-assisted laser desorption / ionization mass spectrometry (MALDI) or using electron spray mass spectrometry (IT I).
Im nächsten Schritt werden die Nukleinsäureamplifikate analysiert, um den Methylierungsstauts der genomischen DNA vor der Behandlung zu bestimmen.in the next Step will be the nucleic acid amplificates analyzed to determine the methylation congestion of the genomic DNA before To determine treatment.
Die post-Behandlungsanalyse der Nukleinsäuren kann unter der Verwendung alternativer Verfahren durchgeführt werden. Verschiedene Verfahren für die Methylierungsstatus-spezifische Analyse der behandelten Nukleinsäuren sind unten beschrieben, andere alternative Verfahren werden dem Durchschnittsfachmann ersichtlich sein.The post-treatment analysis of nucleic acids can be made using alternative procedures performed become. Different procedures for the methylation status specific Analysis of the treated nucleic acids are described below, other alternative methods are considered Average specialist can be seen.
Unter der Verwendung verschiedener im Stand der Technik bekannter Verfahren kann die Analyse während des Amplifikationsschritts des Verfahrens durchgeführt werden. In einer solchen Ausführungsform kann der Methylierungsstatus von ausgewählten CpG-Positionen innerhalb der Gene PSA, STMN1, S100A2, SFN, PRKCD, SYK, VTN, GRIN2D, TGFBR2, COX7A2L PSA, STMN1, S100A2, SFN, PRKCD, SYK, VTN, GRIN2D, TGFBR2 und COX7A2L und/oder deren regulatorischen Regionen durch die Verwendung von Methylierungs-spezifschen Primeroligonukleotiden nachgewiesen werden. Diese Technik („MSP") wurde in U.S.-Patent 6,265,171 von Herman beschrieben. Die Verwendung von Methylierungsstatus-spezifischen Primern für die Amplifikation von mit Bisulfit behandelter DNA ermöglicht die Differenzierung zwischen methylierten und nicht-methylierten Nukleinsäuren. MSP-Primerpaare enthalten mindestens einen Primer, der an ein Bisulfit behandeltes CpG-Dinukleotid hybridisiert. Daher umfaßt die Sequenz des Primers mindestens ein CG-, TG- oder CA-Dinukleotid. Für nicht-methylierte DNA spezifische MSP-Primer enthalten ein „T" an der 3'-Position der C-Position im CpG. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es daher bevorzugt, daß die Basensequenz der Primer zwingender weise eine Sequenz umfaßt, die eine Länge von mindestens 9 Nukleotiden aufweist, die an eine vorbehandelte Nukleinsäuresequenz gemäß SEQ ID NOs.: 188, 189, 430, 431, 314, 315, 542, 543, 214–217, 456–459, 556, 557, 376, 377, 618, 619, 364, 365, 606, 607, 306, 307, 548, 549, 220, 221, 462, 463, 344, 345, 586 und 587 und dazu komplementären Sequenzen hybridisiert, wobei die Basensequenz der Oligomere mindestens ein CG-, TG- oder CA-Dinukleotid umfaßt.Using various methods known in the art, the analysis can be performed during the amplification step of the method. In such an embodiment, the methylation status of selected CpG positions within the genes PSA, STMN1, S100A2, SFN, PRKCD, SYK, VTN, GRIN2D, TGFBR2, COX7A2L PSA, STMN1, S100A2, SFN, PRKCD, SYK, VTN, GRIN2D, TGFBR2 and COX7A2L and / or their regulatory regions can be detected by using methylation-specific primer oligonucleotides. This technique ("MSP") was described in US Patent 6,265,171 to Herman. The use of methylation status specific primers for the amplification of bisulfite treated DNA enables the differentiation between methylated and unmethylated nucleic acids. MSP primer pairs contain at least one primer who is interested in a bi sulfite treated CpG dinucleotide hybridized. Therefore the sequence of the primer comprises at least one CG, TG or CA dinucleotide. MSP primers specific for non-methylated DNA contain a "T" at the 3 'position of the C position in the CpG. According to the present invention, it is therefore preferred that the base sequence of the primers necessarily comprise a sequence that is long of at least 9 nucleotides attached to a pretreated nucleic acid sequence according to SEQ ID NOs .: 188, 189, 430, 431, 314, 315, 542, 543, 214-217, 456-459, 556, 557, 376, 377, 618 , 619, 364, 365, 606, 607, 306, 307, 548, 549, 220, 221, 462, 463, 344, 345, 586 and 587 and sequences complementary thereto, wherein the base sequence of the oligomers hybridizes at least one CG, TG or CA dinucleotide.
In einer Ausführungsform des Verfahrens kann der Methylierungsstatus der CpG-Positionen mittels Hybridisierungsanalyse bestimmt werden. Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens werden die im zweiten Schritt erhaltenen Amplifikate an eine Anordnung oder ein Set von Oligonukleotiden und/oder PNA-Sonden hybridisiert. In diesem Kontext findet die Hybridisierung auf die wie folgt beschriebenen Weise statt. Das Set von Sonden, das während der Hybridisierung verwendet wird, setzt sich bevorzugterweise aus mindestens 4 Oligonukleotiden oder PNA-Oligomeren zusammen. Im Verfahren dienen die Amplifikate als Sonden, die an Oligonukleotide hybridisieren, die vorher an eine feste Phase gebunden wurden. Die nichthybridisierten Fragmente werden anschließend entfernt. Die Oligonukleotide enthalten mindestens eine Basensequenz, die eine Länge von 10 Nukleotiden aufweist, die revers komplementär oder identisch ist zu einem Segment der Basensequenzen, die im Appendix angegeben sind, wobei das Segment mindestens ein CpG- oder ein TpG-Dinukleotid enthält. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist das Cytosin des CpG-Dinukleotids, oder im Fall von TpG das Thymidin, das 5. bis 9. Nukleotid vom 5'-Ende des 10-mers. Ein Oligonukleotid existiert für jedes CpG- oder TpG-Dinukleotid.In one embodiment The method can determine the methylation status of the CpG positions by means of hybridization analysis be determined. In this embodiment of the method are the amplificates obtained in the second step to an arrangement or a set of oligonucleotides and / or PNA probes hybridized. In this context, the hybridization to the as described below instead. The set of probes used during the Hybridization is used, preferably consists of at least 4 oligonucleotides or PNA oligomers together. Serve in the process the amplificates as probes that hybridize to oligonucleotides, that were previously bound to a solid phase. The non-hybridized Fragments are then away. The oligonucleotides contain at least one base sequence, the one length of 10 nucleotides that are reverse complementary or identical is to a segment of the base sequences specified in the Appendix are, the segment at least one CpG or a TpG dinucleotide contains. In a further preferred embodiment is the cytosine of the CpG dinucleotide, or in the case of TpG the thymidine, the 5th to 9th nucleotide from the 5 'end of the 10s. An oligonucleotide exists for each CpG or TpG dinucleotide.
Die nicht hybridisierten Amplifikate werden dann entfernt. Im letzten Schritt des Verfahrens werden die hybridisierten Amplifikate nachgewiesen. In diesem Kontext ist es bevorzugt, daß an die Amplifikate angebrachte Marker an jeder Position der festen Phase identifizierbar sind, an der eine Oligonukleotidsequenz lokalisiert ist.The non-hybridized amplificates are then removed. In the last The hybridized amplificates are detected in step of the method. In this context it is preferred that attached to the amplificates Markers can be identified at any position of the solid phase, where an oligonucleotide sequence is located.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann der Methylierungsstatus der CpG-Positionen mittels Oligonukleotidsonden ermittelt werden, die an die behandelte DNA zusammen mit den PCR-Amplifikationsprimern hybridisiert werden (wobei die Primer entweder Methylierungs-spezifisch oder Standard sein können).In a further embodiment the methylation status of the CpG positions Oligonucleotide probes are identified that are attached to the treated DNA are hybridized together with the PCR amplification primers (where the primers are either methylation specific or standard can).
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform dieses Verfahrens ist die Verwendung von Fluoreszenz-basierter Echtzeit-Quantitativer-PCR (Heid et al., Genome Res. 6: 986–994, 1996), die eine dual-markierte fluoreszente Oligonukleotidsonde verwendet (TaqManTMPCR, unter der Verwendung eines ABI Prism 7700 Sequenznachweissystems, Perkin Elmer Applied Biosystems, Foster City, California). Die TaqManTMPCR-Reaktion nutzt die Verwendung eines nicht-verlängerbaren Untersuchungs-Oligonukleotids, das TaqManTM-Sonde genannt wird uns das so aufgebaut ist, um an eine CpG-reiche Sequenz zu hybridisieren, die zwischen den Vorwärts- und Rückwärts-Amplifikationsprimern lokalisiert ist. Die TaqManTM-Probe umfaßt weiterhin eine fluoreszente „Reportergruppe" und eine „Quenchergruppe", die kovalent an Linkergruppen gebunden sind (z. B. Phosphoramidite), die an die Nukleotide des TaqManTM-Oligonukleotids angebracht sind. Zur Analyse von Methylierung innerhalb von Nukleinsäuren im Anschluß an die Bisulfitbehandlung ist es erforderlich, daß die Sonde Methylierungsspezifisch ist, wie in U.S. 6,331,393 (hier durch Bezugnahme mit aufgenommen) beschrieben, was auch als „MethylLight-Test" bekannt ist. Variationen der TaqManTM-Nachweismethodologie, die ebenfalls zur Verwendung mit der beschriebenen Erfindung brauchbar sind, schließen die Verwendung von dualer Sondentechnologie (LightcyclerTM) oder fluoreszenten Amplifikationsprimern (SunriseTM-Technologie) ein. Diese beiden Techniken können auf eine geeignete Weise zur Verwendung mit Bisulfit behandelter DNA angepaßt werden, und darüber hinaus zur Methylierungsanalyse innerhalb von CpG-Dinukleotiden.A particularly preferred embodiment of this method is the use of fluorescence-based real-time quantitative PCR (Heid et al., Genome Res. 6: 986-994, 1996), which uses a dual-labeled fluorescent oligonucleotide probe (TaqMan ™ PCR, below using an ABI Prism 7700 sequence detection system, Perkin Elmer Applied Biosystems, Foster City, California). The TaqMan ™ PCR reaction uses the use of a non-extendable assay oligonucleotide called the TaqMan ™ probe that is designed to hybridize to a CpG-rich sequence that locates between the forward and reverse amplification primers is. The TaqMan ™ sample further includes a fluorescent "reporter group" and a "quencher group" which are covalently linked to linker groups (e.g. phosphoramidites) attached to the nucleotides of the TaqMan ™ oligonucleotide. To analyze methylation within nucleic acids following bisulfite treatment, it is necessary that the probe be methylation specific, as described in US 6,331,393 (incorporated herein by reference), which is also known as the "MethylLight Test". Variations on TaqMan ™ Detection methodology also useful for use with the described invention includes the use of dual probe technology (Lightcycler ™ ) or fluorescent amplification primers (Sunrise ™ technology), both of which can be suitably adapted for use with bisulfite-treated DNA and also for methylation analysis within CpG dinucleotides.
Ein weiter geeignetes Verfahren zur Verwendung von Oligonukleotidsonden zur Bestimmung von Methylierung durch Analyse von Bisulfit behandelten Nukleinsäuren ist die Verwendung von blockierenden Oligonukleotiden. Die Verwendung von solchen Oligonukleotiden wurde in BioTechniques 23(4), 1997, 714–720 D. Yu, M. Mukai, Q. Liu, C. Steinman beschrieben. Blockierende Oligonukleotidsonden werden an die Bisulfit behandelte Nukleinsäure gemeinsam mit den PCR-Primern hybridisiert. Die PCR-Amplifikation der Nukleinsäure bricht an der 5'-Position der blockierenden Sonden ab, wodurch die Amplifikation einer Nukleinsäure unterdrückt wird, wenn die komplementäre Sequenz zu der blockierenden Sonde vorhanden ist. Die Sonden können so aufgebaut sein, um an die Bisulfit behandelte Sonde auf einen Methylierungsstatus-spezifische Weise zu hybridisieren. Zum Beispiel würde für den Nachweis von methylierten Nukleinsäuren innerhalb einer Population von nicht methylierten Nukleinsäuren eine Unterdrückung der Amplifikation von Nukleinsäuren, die an der fraglichen Position nicht methyliert sind, durch die Verwendung von blockierenden Sonden bewirkt werden, die ein „CG" an der fraglichen Position umfassen, im Gegensatz zu einem „CA".Another suitable method for using oligonucleotide probes for the determination of methylation by analysis of bisulfite-treated nucleic acids is the use of blocking oligonucleotides. The use of such oligonucleotides has been described in BioTechniques 23 (4), 1997, 714-720 D. Yu, M. Mukai, Q. Liu, C. Steinman. Blocking oligonucleotide probes are hybridized to the bisulfite-treated nucleic acid together with the PCR primers. PCR amplification of the nucleic acid stops at the 5 'position of the blocking probes, thereby suppressing amplification of a nucleic acid when the complementary sequence to the blocking probe is present. The probes can be designed to hybridize to the bisulfite treated probe in a methylation status specific manner. For example, for the detection of methylated nucleic acids within a population of unmethylated nucleic acids, a suppression of the amplification of nucleic acids that are on the position in question is not methylated, using blocking probes comprising a "CG" at the position in question, as opposed to a "CA".
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der Nachweis des Methylierungsstatus der CpG-Positionen durch die Verwendung von Templat-gesteuerter Oligonukleotidverlängerung durchgeführt, wie zum Beispiel MS-SNuPE, wie durch Gonzalgo und Jones (Nucleic Acids Res. 25: 2529–2531) beschrieben.In a further preferred embodiment The method will demonstrate the methylation status of the CpG positions through the use of template-directed oligonucleotide extensions carried out, such as MS-SNuPE as described by Gonzalgo and Jones (Nucleic Acids Res. 25: 2529-2531) described.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird die Bestimmung des Methylierungsstatus der CpG-Positionen durch Sequenzierung und anschließende Sequenzanalyse des im zweiten Schritt des Verfahrens erzeugten Amplifikats ermöglicht (Sauger F., et al., 1977 PNAS USA 74: 5463–5467).In a further embodiment The method will determine the methylation status of the CpG positions by sequencing and subsequent sequence analysis of the im second step of the method enables generated amplificate (sucker F., et al., 1977 PNAS USA 74: 5463-5467).
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zur Analyse des Methylierungsstatus von genomischer DNA ohne den Bedarf für eine Vorbehandlung. In den ersten und zweiten Schritten des Verfahrens muß die genomische DNA-Probe erhalten und aus dem Gewebe oder zellulären Quellen isoliert werden. Solche Quellen können Zellinien, histologische Schnitte, Körperflüssigkeit oder in Paraffin eingebettetes Gewebe einschließen. Die Extraktion kann durch Mittel erfolgen, die Standard für den Fachmann sind, diese schließen die Verwendung von Detergenzlysaten, Beschallen und Vortexen mit Glasperlen ein. Sobald die Nukleinsäuren extrahiert sind, wird die genomische Doppelstrang-DNA in der Analyse verwendet.A further embodiment The invention is a method for analyzing the methylation status of genomic DNA without the need for pretreatment. In the The first and second steps of the procedure must be the genomic DNA sample obtained and isolated from tissue or cellular sources. Such sources can Cell lines, histological sections, body fluid or tissue embedded in paraffin lock in. The extraction can be done by means that are standard for the skilled person are close this the use of detergent lysates, sonication and vortexing with Glass beads. Once the nucleic acids are extracted, the genomic double-stranded DNA used in the analysis.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann die DNA vor der Behandlung gespalten werden, dies kann durch jedes Mittel erfolgen, das Standard im Stand der Technik ist, insbesondere mit Restriktionsendonukleasen. In dem dritten Schritt wird die DNA dann mit einem oder mehreren Methylierungs-sensitiven Restriktionsenzymen verdaut. Der Verdau wird so ausgeführt, daß die Hydrolyse der DNA an der Restriktionsstelle für den Methylierungszustand eines spezifischen CpG-Dinukleotids informativ ist.In a preferred embodiment the DNA can be cleaved prior to treatment any means that are standard in the art, in particular with restriction endonucleases. In the third step, the DNA then with one or more methylation sensitive restriction enzymes digested. The digestion is carried out so that the hydrolysis of the DNA begins the restriction site for the methylation state of a specific CpG dinucleotide is informative is.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Restriktionsfragmente amplifiziert. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform wird dies unter der Verwendung der Polymerasekettenreaktion durchgeführt.In a preferred embodiment the restriction fragments are amplified. In another preferred embodiment this is done using the polymerase chain reaction.
Im letzten Schritt werden die Amplifikate nachgewiesen. Der Nachweis kann durch jedes Mittel, das Standard im Stand der Technik ist, erfolgen, zum Beispiel, jedoch nicht begrenzt auf, Gelelektrophorese-Analyse, Hybridisierungsanalyse, Inkorporation von nachweisbaren Markern innerhalb des PCR-Produkts, DNA-Array-Analyse, MALDI- oder ESI-Analyse.in the in the last step, the amplificates are detected. The proof can by any means that is standard in the art, done, for example, but not limited to, gel electrophoresis analysis, Hybridization analysis, incorporation of detectable markers within the PCR product, DNA array analysis, MALDI or ESI analysis.
Das oben erwähnte Verfahren wird bevorzugterweise zur Ermittlung von genetischen und/oder epigenetischen Parametern von genomischer DNA angewendet.The mentioned above The method is preferably used to determine genetic and / or epigenetic parameters of genomic DNA applied.
Um dieses Verfahren weiter zu ermöglichen, stellt die Erfindung weiterhin die modifizierte DNA eines oder einer Kombination von Genen aus der Gruppe von PSA, STMN1, S100A2, SFN, PRKCD, SYK, VTN, GRIN2D, TGFBR2, COX7A2L PSA, STMN1, S100A2, SFN, PRKCD, SYK, VTN, GRIN2D, TGFBR2 und COX7A2L zur Verfügung, sowie Oligonukleotide und/oder PNA-Oligomere zum Nachweis von Cytosin-Methylierungen innerhalb dieser Gene. Die vorliegende Erfindung basiert auf der Entdeckung, daß genetische und epigenetische Parameter und insbesondere die Cytosin-Methylierungsmuster der genomischen DNAs insbesondere für die verbesserte Behandlung und die Überwachung von proliferativen Erkrankungen von Brustzellen geeignet sind.Around to further enable this process the invention further provides the modified DNA of one or more Combination of genes from the group of PSA, STMN1, S100A2, SFN, PRKCD, SYK, VTN, GRIN2D, TGFBR2, COX7A2L PSA, STMN1, S100A2, SFN, PRKCD, SYK, VTN, GRIN2D, TGFBR2 and COX7A2L are available as well Oligonucleotides and / or PNA oligomers for the detection of cytosine methylations within these genes. The present invention is based on the Discovery that genetic and epigenetic parameters and especially the cytosine methylation pattern the genomic DNAs especially for the improved treatment and surveillance of proliferative diseases of breast cells are suitable.
Die Nukleinsäuren gemäß der vorliegenden Erfindung können zur Analyse von genetischen und/oder epigenetischen Parametern von genomischer DNA verwendet werden.The nucleic acids according to the present Invention can for the analysis of genetic and / or epigenetic parameters of genomic DNA can be used.
Diese Aufgabe gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch die Verwendung einer Nukleinsäure, die eine Sequenz mit einer Länge von mindestens 18 Basen der vorbehandelten genomischen DNA gemäß einer der SEQ ID NOs: 188, 189, 430, 431, 314, 315, 542, 543, 214–217, 456–459, 556, 557, 376, 377, 618, 619, 364, 365, 606, 607, 306, 307, 548, 549, 220, 221, 462, 463, 344, 345, 586, 587, 188, 189, 430, 431, 314, 315, 542, 543, 214–217, 456–459, 556, 557, 376, 377, 618, 619, 364, 365, 606, 607, 306, 307, 548, 549, 220, 221, 462, 463, 344, 345, 586 und 587 und dazu komplementärer Sequenzen enthält, gelöst.This Task according to the present Invention is achieved through the use of a nucleic acid which is a Sequence with a length of at least 18 bases of the pretreated genomic DNA according to one of the SEQ ID NOs: 188, 189, 430, 431, 314, 315, 542, 543, 214-217, 456-459, 556, 557, 376, 377, 618, 619, 364, 365, 606, 607, 306, 307, 548, 549, 220, 221, 462, 463, 344, 345, 586, 587, 188, 189, 430, 431, 314, 315, 542, 543, 214-217, 456-459, 556, 557, 376, 377, 618, 619, 364, 365, 606, 607, 306, 307, 548, 549, 220, 221, 462, 463, 344, 345, 586 and 587 and sequences complementary thereto contains solved.
Die modifizierten Nukleinsäuren konnten bis jetzt nicht mit der Ermittlung von Erkrankungsrelevanten genetischen und epigenetischen Parametern in Zusammenhang gebracht werden.The modified nucleic acids have so far not been able to identify genetic diseases relevant to disease and epigenetic parameters.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird weiterhin durch ein Oligonukleotid oder ein Oligomer zur Analyse von vorbehandelter DNA zum Nachweis des genomischen Cytosin-Methylierungszustands gelöst, wobei das Oligonukleotid mindestens eine Basensequenz enthält, die eine Länge von mindestens 10 Nukleotiden aufweist, die an eine vorbehandelte genomische DNA gemäß der SEQ ID NOs: 188, 189, 430, 431, 314, 315, 542, 543, 214–217, 456–459, 556, 557, 376, 377, 618, 619, 364, 365, 606, 607, 306, 307, 548, 549, 220, 221, 462, 463, 344, 345, 586 und 587 hybridisiert. Die Oligomersonden gemäß der vorliegenden Erfindung stellen wichtige und effektive Werkzeuge dar, die es zum ersten Mal ermöglichen, spezifische genetische und epigenetische Parameter während der Analyse von biologischen Proben auf Merkmale, die ,it der Response eines Patienten auf endokrine Behandlung zusammenhängen. Die Oligonukleotide ermöglichen die verbesserte Diagnose, Behandlung und Überwachung von proliferativen Erkrankungen von Brustzellen. Die Basensequenz der Oligomere enthält bevorzugterweise mindestens ein CpG- oder TpG-Dinukleotid. Die Sonden können auch in Form einer PNA (Peptid-Nukleinsäure) existieren, die besonders bevorzugte Paarungseigenschaften aufweist. Insbesondere bevorzugt sind Oligonukleotide gemäß der vorliegenden Erfindung, in denen das Cytosin des CpG-Dinukleotids innerhalb des mittleren Drittels des Oligonukleotids liegt, z. B. das 5.–9. Nukleotid vom 5'-Ende eines 13-mer-Oligonukleotids; oder im Fall eines PNA-Oligomers ist es bevorzugt, daß das Cytosin des CpG-Dinukleotids das 4.–6. Nukleotid vom 5'-Ende des 9-mers ist.The object of the present invention is further achieved by an oligonucleotide or an oligomer Analysis of pretreated DNA to detect the genomic cytosine methylation state solved, wherein the oligonucleotide contains at least one base sequence that is at least 10 nucleotides in length, which is linked to a pretreated genomic DNA according to SEQ ID NOs: 188, 189, 430, 431, 314, 315, 542, 543, 214-217, 456-459, 556, 557, 376, 377, 618, 619, 364, 365, 606, 607, 306, 307, 548, 549, 220, 221, 462, 463, 344, 345, 586 and 587 hybridized. The oligomer probes according to the present invention are important and effective tools that allow, for the first time, specific genetic and epigenetic parameters during the analysis of biological samples for features related to a patient's response to endocrine treatment. The oligonucleotides enable the improved diagnosis, treatment and monitoring of proliferative diseases of breast cells. The base sequence of the oligomers preferably contains at least one CpG or TpG dinucleotide. The probes can also exist in the form of a PNA (peptide nucleic acid) which has particularly preferred pairing properties. Particularly preferred are oligonucleotides according to the present invention, in which the cytosine of the CpG dinucleotide lies within the middle third of the oligonucleotide, e.g. B. the 5th – 9th Nucleotide from the 5 'end of a 13-mer oligonucleotide; or in the case of a PNA oligomer, it is preferred that the cytosine of the CpG dinucleotide be 4-6. Nucleotide from the 5 'end of the 9-mer.
Die Oligomere gemäß der vorliegenden Erfindung werden normalerweise in so genannten „Sets" verwendet, die mindestens ein Oligomer für jedes der CpG-Dinukleotide innerhalb von SEQ ID NOs: 188, 189, 430, 431, 314, 315, 542, 543, 214–217, 456–459, 556, 557, 376, 377, 618, 619, 364, 365, 606, 607, 306, 307, 548, 549, 220, 221, 462, 463, 344, 345, 586 und 587 enthalten.The Oligomers according to the present Invention are normally used in so-called "sets" containing at least one oligomer for each the CpG dinucleotides within SEQ ID NOs: 188, 189, 430, 431, 314, 315, 542, 543, 214-217, 456-459, 556, 557, 376, 377, 618, 619, 364, 365, 606, 607, 306, 307, 548, 549, 220, 221, 462, 463, 344, 345, 586 and 587 included.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens, werden die Oligomere gemäß SEQ ID NOs: 1816–1833, 1114–1129, 1808–1815, 1762–1769, 1552–1559, 1490–1499, 1138–1147 und 1686–1693 für die Vorhersage der Response eines Subjekts auf endokrine Behandlung in einem metastatischen Ansatz verwendet.In a particularly preferred embodiment of the method, the oligomers according to SEQ ID NOs: 1816-1833, 1114-1129, 1808-1815, 1762-1769, 1552-1559, 1490-1499, 1138-1147 and 1686-1693 for the prediction a subject's response to endocrine treatment in a metastatic Approach used.
Im Fall der Sets der Oligonukleotide gemäß der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, daß mindestens ein Oligonukleotid an eine feste Phase gebunden ist. Es ist weiter bevorzugt, daß alle Oligonukleotide eines Sets an eine feste Phase gebunden sind.in the Case of sets of oligonucleotides according to the present invention it is preferred that at least an oligonucleotide is bound to a solid phase. It is further preferred that all Oligonucleotides of a set are bound to a solid phase.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiter ein Set von mindestens 10 n (Oligonukleotiden und/oder PNA-Oligomeren), die zum Nachweis des Cytosin-Methylierungszustand von genomischer DNA verwendet werden, durch Analyse der Sequenz oder behandelten Versionen der Sequenzen (der Gene PSA, STMN1, S100A2, SFN, PRKCD, SYK, VTN, GRIN2D, TGFBR2 und COX7A2L, wie im Sequenzprotokoll und in Tabelle 1 angegeben) und dazu komplementärer Sequenzen). Diese Sonden ermöglichen eine verbesserte Behandlung und Überwachung von proliferativen Erkrankungen von Brustzellen.The The present invention further relates to a set of at least 10 n (oligonucleotides and / or PNA oligomers), which are used to detect the Cytosine methylation state of genomic DNA can be used by analyzing the sequence or treated versions of the sequences (of the genes PSA, STMN1, S100A2, SFN, PRKCD, SYK, VTN, GRIN2D, TGFBR2 and COX7A2L as indicated in the sequence listing and in Table 1) and more complementary Sequences). Allow these probes improved treatment and monitoring of proliferative diseases of breast cells.
Das Set von Oligomeren kann auch dazu verwendet werden, Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) durch die Analyse der Sequenz oder behandelten Versionen der Sequenz (der Gene PSA, STMN1, S100A2, SFN, PRKCD, SYK, VTN, GRIN2D, TGFBR2 und COX7A2L, wie im Sequenzprotokoll und in Tabelle 1 angegeben) nachzuweisen.The Set of oligomers can also be used to single nucleotides Polymorphisms (SNPs) by analyzing the sequence or treated Versions of the sequence (PSA, STMN1, S100A2, SFN, PRKCD, SYK, VTN, GRIN2D, TGFBR2 and COX7A2L as in the sequence listing and shown in Table 1).
Es wird dem Fachmann leicht ersichtlich sein, daß das Verfahren gemäß der Erfindung durch die Aufnahme von Markern und klinischen Indikatoren, die im Stand der Technik bekannt sind und im Augenblick als für den Ausgang von endokriner Behandlung als prädiktiv angesehen werden, verbessert und ergänzt werden kann. Weiter bevorzugt schließen diese Marker den Knotenstatus, Alter, menopausalen Status, Grad, Estrogen- und Progesteronrezeptoren ein.It it will be readily apparent to those skilled in the art that the method according to the invention by including markers and clinical indicators in the State of the art are known and currently considered for the exit of endocrine treatment as predictive can be viewed, improved and supplemented. More preferred conclude these markers the node status, age, menopausal status, degree, Estrogen and progesterone receptors.
Die Gene, die die Basis der vorliegenden Erfindung bilden, werden bevorzugterweise dazu verwendet, einen „Gen-Panel" zu bilden, d.h. eine Sammlung, die die genannten genetischen Sequenzen der Erfindung und/oder deren jeweilige informative Methylierungsstellen umfaßt. Die Bildung von solchen Gen-Panels erlaubt eine schnelle und spezifische Analyse von spezifischen Aspekten von Brustkrebs. Die wie in dieser Erfindung beschriebenen und verwendeten Gen-Panels können mit überraschend hoher Effizienz für die Therapie von proliferativen Erkrankungen von Brustzellen verwendet werden, durch die Vorhersage des Ausgangs einer Behandlung, die einen oder mehrere Wirkstoffe umfaßt, die auf den Estrogenrezeptor Signalweg abzielen oder am Estrogen-Stoffwechsel, der Produktion oder der Sekretion beteiligt sind.The Genes that form the basis of the present invention are preferred used to form a "gene panel", i.e. a collection containing the said genetic sequences of the invention and / or their respective informative methylation sites include. The Formation of such gene panels allows quick and specific Analysis of specific aspects of breast cancer. The one like this Gen panels described and used according to the invention can be surprising high efficiency for used the therapy of proliferative diseases of breast cells by predicting the outcome of a treatment that comprises one or more active substances acting on the estrogen receptor Target signaling pathway or estrogen metabolism, production or the secretion are involved.
Die Effizienz des Verfahrens gemäß der Erfindung ist verbessert, wenn an Patienten angewandt, die nicht mit einer Chemotherapie behandelt wurden. Demzufolge ist es eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, bei der das Verfahren für die Ermittlung von Subjekten verwendet wird, die keiner Chemotherapie unterzogen wurden.The efficiency of the method according to the invention is improved when applied to patients who have not been treated with chemotherapy. Accordingly, it is a particularly preferred embodiment of the invention in which the method is used to identify subjects who do not have chemo have undergone therapy.
Zusätzlich ermöglicht die Verwendung von mehreren CpG-Positionen aus einer diversen Anordnung von Genen ein relativ hohes Ausmaß an Sensitivität und Spezifität im Vergleich zu Einzel-Gen prognostischen Werkzeugen.In addition, the Use of multiple CpG positions from a diverse arrangement of Genes to a relatively high degree sensitivity and specificity compared to single-gene prognostic tools.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, daß eine Anordnung von verschiedenen Oligonukleotiden und/oder PNA-Oligomeren (ein sogenanntes „Array") durch die vorliegende Erfindung zur Verfügung gestellt wird, und auf eine solche Weise vorliegt, daß es ebenfalls eine feste Phase gebunden ist. Diese Anordnung von verschiedenen Oligonukleotid- und/oder PNA-Oligomersequenzen kann dadurch gekennzeichnet sein, daß sie an der festen Phase in Form eines rechteckigen oder hexagonalen Gitters angeordnet ist. Die feste Phase-Oberfläche ist bevorzugterweise aus Silizium, Glas, Polystyrol, Aluminium, Stahl, Eisen, Kupfer, Nickel, Silber oder Gold zusammengesetzt. Jedoch können Nitrozellulose, sowie Plastikmaterialien, wie zum Beispiel Nylon, die in Form von Pellets oder auch als Harz-Matrices vorliegen können, geeignete Alternativen sein.According to the present Invention, it is preferred that a Arrangement of different oligonucleotides and / or PNA oligomers (a so-called "array") by the present Invention available is made, and is present in such a way that it is also a solid phase is bound. This arrangement of different Oligonucleotide and / or PNA oligomer sequences can be characterized by: the solid phase in the form of a rectangular or hexagonal grid is arranged. The solid phase surface is preferably made of silicon, glass, polystyrene, aluminum, steel, Composed of iron, copper, nickel, silver or gold. however can Nitrocellulose, as well as plastic materials such as nylon, which can be in the form of pellets or as resin matrices Be alternatives.
Daher ist ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines an einem Trägermaterial befestigten Arrays für die verbesserte Diagnose, Behandlung und Überwachung von proliferativen Erkrankungen von Brustzellen, die Differenzierung von verschiedenen Unterklassen von Brustkarzinomen und/oder dem Nachweis der Prädisposition gegenüber proliferativen Erkrankungen von Brustzellen. In diesem Verfahren wird minde stens ein Oligomer gemäß der vorliegenden Erfindung an eine feste Phase gekoppelt. Verfahren zur Herstellung solcher Arrays sind bekannt, zum Beispiel aus U.S.-Patent 5,744,305 mittels Festphasen-Chemie und photolabilen Schutzgruppen.Therefore Another object of the present invention is a method for producing an array attached to a carrier material for the improved diagnosis, treatment and monitoring of proliferative Breast cell diseases, differentiation of different Subclasses of breast cancer and / or evidence of predisposition across from proliferative diseases of breast cells. In this process becomes at least one oligomer according to the present Invention coupled to a fixed phase. Manufacturing process such arrays are known, for example from U.S. Patent 5,744,305 using solid-phase chemistry and photolabile protecting groups.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft einen DNA-Chip für die verbesserte Behandlung und Überwachung von proliferativen Erkrankungen von Brustzellen. Der DNA-Chip enthält mindestens eine Nukleinsäure gemäß der vorliegenden Erfindung. DNA-Chips sind zum Beispiel aus U.S.-Patent 5,837,832 bekannt.On the present invention further relates to a DNA chip for the improved treatment and monitoring of proliferative diseases of breast cells. The DNA chip contains at least a nucleic acid according to the present Invention. DNA chips are known, for example, from U.S. Patent 5,837,832.
Darüber hinaus ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Kit, das zum Beispiel aus einem Bisulfit-enthaltenden Reagenz, einem Set von Primeroligonukleotiden, das mindestens zwei Oligonukleotide, deren Sequenzen in jedem Fall einem 18 Basen langen Segment der Basensequenzen, die in SEQ ID NOs: 188, 189, 430, 431, 314, 315, 542, 543, 214–217, 456–459, 556, 557, 376, 377, 618, 619, 364, 365, 606, 607, 306, 307, 548, 549, 220, 221, 462, 463, 344, 345, 586 und 587 angegeben sind, entsprechen oder komplementär dazu sind, und/oder PNA-Oligomeren sowie Anweisungen zur Durchführung und Evaluierung des beschriebenen Verfahrens zusammengesetzt ist.Furthermore One object of the present invention is a kit, for example from a bisulfite-containing reagent, a set of primer oligonucleotides, the at least two oligonucleotides, the sequences of which in each case an 18 base segment of the base sequences described in SEQ ID NOs: 188, 189, 430, 431, 314, 315, 542, 543, 214-217, 456-459, 556, 557, 376, 377, 618, 619, 364, 365, 606, 607, 306, 307, 548, 549, 220, 221, 462, 463, 344, 345, 586 and 587 are indicated, correspond to or are complementary to and / or PNA oligomers and instructions for performing and Evaluation of the described method is composed.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform kann das Kit weiterhin Standardreagenzien zur Durchführung einer CpG-Positions-spezifischen Methylierungsanalyse umfassen, wobei die Analyse eine oder mehrere der vorliegenden Techniken umfaßt: MS-SNuPE, MSP, Methyl light, Heavy Methyl und Nukleinsäuresequenzierung. Jedoch kann ein Kit gemäß der vorliegenden Erfindung auch nur einen Teil der oben genannten Komponenten enthalten.In a further preferred embodiment the kit can continue to use standard reagents to perform a CpG position-specific methylation analysis include, where the analysis comprises one or more of the present techniques: MS-SNuPE, MSP, methyl light, heavy methyl and nucleic acid sequencing. However, can a kit according to the present Invention also contain only a part of the above components.
Die Oligomere gemäß der vorliegenden Erfindung oder Arrays davon sowie ein Kit gemäß der vorliegenden Erfindung sind für die Anwendung bei der verbesserten Behandlung und Überwachung proliferativen Erkrankungen von Brustzellen gedacht. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Verfahren bevorzugterweise für die Analyse von wichtigen genetischen und/oder epigenetischen Parametern innerhalb genomischer DNA verwendet, insbesondere zur Anwendung bei der verbesserten Behandlung und Überwachung von proliferativen Erkrankungen von Brustzellen.The Oligomers according to the present Invention or arrays thereof and a kit according to the present invention are for use in improved treatment and monitoring proliferative diseases of breast cells thought. According to the present Invention, the method is preferably used for the analysis of important genetic and / or epigenetic parameters within genomic DNA used, especially for use in the improved treatment and surveillance of proliferative diseases of breast cells.
Die Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung werden zum Beispiel für die verbesserte Behandlung und Überwachung von proliferativen Erkrankungen von Brustzellen durch die Ermöglichung von besser informierten Behandlungsschemata verwendet.The Process according to the present Invention are for example for the improved treatment and monitoring of enabling proliferative diseases of breast cells used by more informed treatment regimens.
Die vorliegende Erfindung betrifft darüber hinaus die Diagnose und/oder Prognose von Ereignissen, die nachteilig oder relevant für die Patienten oder Individuen sind, in denen wichtige genetische und/oder epigenetische Parameter innerhalb genomischer DNA, wobei diese Parameter mittels der vorliegenden Erfindung erhalten wurden, mit einem anderen Set von genetischen oder epigenetischen Parametern verglichen werden können, wobei die Unterschiede als eine Basis für die Diagnose und/oder Prognose von Ereignissen dienen, die für Patienten oder Individuen nachteilig oder relevant sind. Beispiele von solchen Parametern schließen ein, sind jedoch nicht begrenzt auf die Ermittlung von Estrogen und Progesteronmarkern.The present invention also relates to the diagnosis and / or prognosis of events which are disadvantageous or relevant to the patient or individual in which important genetic and / or epigenetic parameters within genomic DNA, these parameters having been obtained by means of the present invention can be compared to another set of genetic or epigenetic parameters, the differences serving as a basis for the diagnosis and / or prognosis of events that are disadvantageous or relevant for patients or individuals. Close examples of such parameters a, but are not limited to the detection of estrogen and progesterone markers.
Unter dem Begriff "Hybridisierung" im Sinne der vorliegenden Erfindung soll eine Bindung eines Oligonukleotids unter Ausbildung einer Duplex-Struktur an eine vollständig komplementäre Sequenz im Sinne der Watson-Crick Basenpaarungen in der Proben-DNA verstanden werden.Under the term "hybridization" in the sense of the present The invention is intended to bind an oligonucleotide with formation a duplex structure to a completely complementary sequence understood in the sense of the Watson-Crick base pairings in the sample DNA become.
"Genetische Parameter" im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Mutationen und Polymorphismen von genomischer DNA und zu ihrer Regulation weiterhin erforderliche Sequenzen. Insbesondere werden als Mutationen Insertionen, Deletionen, Punktmutationen, Inversionen und Polymorphismen und besonders bevorzugt SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms) bezeichnet."Genetic parameters" in the sense of the present Invention are mutations and polymorphisms of genomic DNA and sequences necessary for their regulation. In particular Insertions, deletions, point mutations, Inversions and polymorphisms and particularly preferably SNPs (single Nucleotide Polymorphisms).
Im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung wird der Ausdruck „Methylierungsstatus" als das Ausmaß von in einer Nukleinsäure von Interesse vorhandener Methylierung meinend betrachtet, wobei diese in absoluten oder relativen Ausdrücken ausgedrückt werden kann, d.h. als ein Prozentsatz oder anderen numerischen Wert oder durch Vergleich mit einem anderen Gewebe, das darin als hypermethyliert, hypomethyliert oder als einen signifikant ähnlichen oder identischen Methylierungsstatus aufweisend beschrieben ist.in the In the context of the present invention, the term "methylation status" is used as the extent of in a nucleic acid considering methylation of interest, where these are expressed in absolute or relative terms can, i.e. as a percentage or other numerical value or by comparison with another tissue that is hypermethylated in it, hypomethylated or as a significantly similar or identical methylation status having been described.
Im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung wird der Ausdruck „regulatorische Region" eines Gens als die Nukleotidsequenz bedeutend verstanden, die die Expression eines Gens beeinflußt. Diese regulatorischen Regionen können innerhalb, proximal oder distal des Gens lokalisiert sein. Die regulatorischen Regionen schließen ein, sind jedoch nicht beschränkt auf, konstitutive Promotoren, Gewebe-spezifische Promotoren, Entwicklungs-spezifische Promotoren, induzierbare Promotoren und ähnliches. Promotor regulatorische Elemente können auch bestimmte Enhancer Sequenzelemente einschließen, die die transkriptionale oder translationale Effizienz des Gens kontrollieren.in the The term “regulatory Region "of a gene as significantly understood the nucleotide sequence that the expression of a Gens affected. These regulatory regions can located within, proximal or distal of the gene. The regulatory Close regions one, but are not limited on, constitutive promoters, tissue-specific promoters, development-specific Promoters, inducible promoters and the like. Promoter regulatory elements can also include certain enhancer sequence elements that control the transcriptional or translational efficiency of the gene.
Im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung wird der Ausdruck "Chemotherapie" als die Verwendung von Wirkstoffen der chemischen Substanzen zur Behandlung von Krebs bedeutend verstanden. Diese Definition schließt die Bestrahlungsbehandlung (Behandlung mit Strahlung oder Partikeln hoher Energie), Hormontherapie (Behandlung mit Hormonen oder Hormonanaloga (synthetische Substitute) und chirurgische Behandlung aus.in the Context of the present invention, the term "chemotherapy" is used of active substances of chemical substances for the treatment of cancer understood significantly. This definition excludes radiation treatment (Treatment with radiation or high energy particles), hormone therapy (Treatment with hormones or hormone analogues (synthetic substitutes) and surgical treatment.
Im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung sind "epigenetische Parameter" insbesondere Cytosin-Methylierungen und weitere Modifikationen von DNA Basen von genomischer DNA und für deren weitere Regulation erforderliche Sequenzen. Weitere epigenetische Parameter schließen beispielsweise die Acetylierung von Histonen ein, die jedoch mit dem beschriebenen Verfahren nicht direkt analysiert werden kann, sondern wiederum mit der DNA-Methylierung korreliert.in the The context of the present invention relates to "epigenetic parameters", in particular cytosine methylations and further modifications of DNA bases of genomic DNA and for their sequences required for further regulation. More epigenetic Close parameters For example, the acetylation of histones, but with the described method cannot be analyzed directly, but again with DNA methylation correlated.
Im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung wird der Ausdruck "Anschluß-Behandlung" als eine Behandlung eines Krebspatienten unmittelbar im Anschluß an eine erste nicht-Chemotherpie-Behandlung, z.B. Chirurgie, bedeutend verstanden. Im Kontext der vorliegenden Erfindung, wir diese Anschluß-Behandlung unter der Verwendung von Tamoxifen durchgeführt. Im allgemeinen ist es der Zweck einer Anschluß-Behandlung, ein signifikant kleineres Risiko des Rückfalls, verglichen ohne eine Anschluß-Behandlung, zur Verfügung zu stellen.in the Context of the present invention, the term "follow-up treatment" as a treatment of a cancer patient immediately following a first non-chemotherapy treatment, e.g. Surgery, well understood. In the context of the present invention, we take this follow-up treatment using tamoxifen. Generally it is the purpose of follow-up treatment, a significantly lower risk of relapse compared to without one Terminal treatment, available to put.
Im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung wird der Ausdruck "Estrogen- und/oder Progesteronrezeptor positiv" als Zellen, die auf ihrer Oberfläche Rezeptoren exprimieren, die gegenüber der Bindung von Estrogenen und/oder Progesteronen empfindlich sind, bedeutend verstanden.in the In connection with the present invention, the expression "estrogen and / or Progesterone receptor positive "as Cells on their surface Express receptors that oppose the binding of estrogens and / or progesterones are sensitive, significantly understood.
Im folgenden soll die Erfindung genauer auf der Basis der Sequenzen, Figuren und der Beispiele beschrieben werden, ohne darauf begrenzt zu werden.in the the invention is intended to follow more precisely on the basis of the sequences, Figures and examples are described without being limited thereto to become.
SEQ ID Nos: 1 bis 121 stellen 5'- und/oder regulatorische Regionen und/oder CpG-reiche Regionen der Gene gemäß Tabelle 1 dar. Diese Sequenzen sind aus der Genbank abgeleitet und werden als alle kleineren Variationen des Sequenzmaterials einschließend angesehen, die im Augenblick noch nicht vorhersehbar sind, beispielsweise, jedoch nicht begrenzt auf, kleinere Deletionen und SNPs.SEQ ID Nos: 1 to 121 digits 5'- and / or regulatory regions and / or regions rich in CpG Genes according to the table 1. These sequences are derived from the gene bank and are considered as including all minor variations of the sequence material, that are currently unpredictable, for example, but not limited to minor deletions and SNPs.
SEQ ID Nos: 136 bis 619 zeigen die vorbehandelte Sequenz von DNA, die von den Genen gemäß Tabelle 1 abgeleitet wurde. Diese Sequenzen werden als alle kleineren Variationen des Sequenzmaterials einschließend angesehen, die im Augenblick nicht vorhersehbar sind, zum Beispiel, jedoch nicht begrenzt auf, kleinere Deletionen und SNPs.SEQ ID Nos: 136 to 619 show the pretreated sequence of DNA of the genes according to the table 1 was derived. These sequences are considered to be all minor variations including the sequence material viewed that are currently unpredictable, for example, but not limited to minor deletions and SNPs.
SEQ ID NO: 856 bis SEQ ID NO: 1843 zeigen die Sequenzen von Oligomeren, die besonders für die Analyse von vorbehandelter DNA nach SEQ ID NO: 136 bis SEQ ID NO: 619 brauchbar sind.SEQ ID NO: 856 to SEQ ID NO: 1843 show the sequences of oligomers, which especially for the analysis of pretreated DNA according to SEQ ID NO: 136 to SEQ ID NO: 619 are useful.
BeispieleExamples
Im folgenden Beispiel wurden Kandidatengene mittels Hoch-Durchsatz Methylierungsanalyseverfahren analysiert. Ein Set von 200 Brustkrebsproben von fortgeschrittenen Brustkrebspatienten, behandelt mit dem anti-Estrogen Wirkstoff Tamoxifen, wurden analysiert. Der meßbare Effekt von endokriner Therapie auf die Größe der metastatischen Läsion und auf die Progressions-freie Überlebenszeit (PFS) wurde als die hauptsächlichen klinischen Endpunkte der Studie verwendet. Insgesamt wurden 499 CpGs in den Promotorregionen von 117 Genen (2 bis 6 CpGs pro Gen) analysiertIn the following example, candidate genes were analyzed using high-throughput methylation analysis methods. A set of 200 breast cancer samples from advanced breast cancer patients treated with the anti-estrogen active ingredient tamoxifen were analyzed. The measurable effect of endocrine therapy on the size of the metastatic lesion and on progression-free survival (PFS) was used as the main clinical endpoints of the study. A total of 499 CpGs in the promoter regions of 117 genes (2 to 6 CpGs per gene) were analyzed
Example 1Example 1
Im ersten Schritt wurde die genomische DNA aus den Zellproben unter der Verwendung des Wizzard kit (Promega) isoliert.in the The first step was taking the genomic DNA from the cell samples isolated using the Wizzard kit (Promega).
Die isolierte genomische DNA aus den Proben wurde unter der Verwendung einer Bisulfitlösung (Hydrogensulfit, Disulfit) behandelt. Die Behandlung war solcherart, daß alle nicht methylierten Cytosine innerhalb der Probe zu Thiamidin konvertiert wurden, umgekehrt verblieben 5-methylierte Cytosine innerhalb der Probe unmodifiziert.The isolated genomic DNA from the samples was using a bisulfite solution (Hydrogen sulfite, disulfite) treated. The treatment was such that all unmethylated cytosines within the sample converted to thiamidine , conversely, 5-methylated cytosines remained within the Sample unmodified.
Die behandelten Nukleinsäuren wurden dann unter der Verwendung von Multiplex PCRs amplifiziert, wobei 8 Fragmente pro Reaktion mit Cy5 fluoreszent markierten Primern amplifiziert wurden. Die verwendeten PCR Primer sind in Tabelle 2 beschrieben. Die PCR-Bedingungen waren wie folgt.The treated nucleic acids were then amplified using multiplex PCRs, where 8 fragments per reaction with Cy5 fluorescent labeled primers were amplified. The PCR primers used are in the table 2 described. The PCR conditions were as follows.
Reaktionslösung:Reaction solution:
- 10 ng Bisulfit behandelte DNA 10 ng bisulfite treated DNA
- 3,5 mMol/l MgCl2 3.5 mmol / l MgCl 2
- 400 μMol/l dNTPs400 µmol / l dNTPs
- 2 pMol jedes Primers2 pmoles of each primer
- 1 U Hot Star Taq (Qiagen)1 U Hot Star Taq (Qiagen)
Vierzig Zyklen wurden wie folgt durchgeführt. Denaturierung bei 95°C für 15 min, gefolgt von Annealing bei 55°C für 45 sec, Primer Elongation bei 65°C für 2 min. Eine finale Elongation bei 65°C wurde für 10 min durchgeführt.Fourty Cycles were carried out as follows. Denaturation at 95 ° C for 15 min, followed by annealing at 55 ° C for 45 sec, primer elongation at 65 ° C for 2 min. A final elongation at 65 ° C was for 10 minutes.
Alle PCR Produkte von jeder einzelnen Probe wurden dann an Glas-Objektträger hybridisiert, die ein Paar von immobilisierten Oligonukleotiden für jede zu analysierende CpG Position trugen. Jedes dieser Nachweis-Oligonukleotide war so aufgebaut, um an die Bisulphitkonvertierte Sequenz um eine CpG Stelle herum zu binden, die entweder ursprünglich unmethyliert (TG) oder methyliert (CG) war. Siehe Tabelle 2 für weitere Details aller verwendeten Hybridisierungsoligonukleotide. Die Hybridisierungsbedingungen wurden so ausgewählt, um den Nachweis der einzelnen Nukleotidunterschiede zwischen den TG und CG Varianten zu erlauben.All PCR products from each individual sample were then hybridized to glass slides, which is a pair of immobilized oligonucleotides for each analyzing CpG position. Each of these detection oligonucleotides was constructed to match the bisulfite converted sequence by one CpG to bind around, either originally unmethylated (TG) or was methylated (CG). See Table 2 for more details of all used Hybridisierungsoligonukleotide. The hybridization conditions were selected so for the detection of the individual nucleotide differences between the Allow TG and CG variants.
5 μl Volumen jedes Multiplex PCR Produkts wurden in 10 × Ssarc Puffer (10 × Ssarc: 230 ml 20 × SSC, 180 ml Natriumlauroylsarcosinat Lösung 20%, verdünnt auf 1000 ml mit dH2O). Das Reaktionsgemisch wurde dann an die Nachweis-Oligonukleotide wie folgt hybridisiert. Denaturierung bei 95°C, Abkühlen auf 10°C, Hybridisierung bei 42°C über Nacht, gefolgt von Waschen mit 10 × Ssarc und dH2O bei 42°C.5 ul volume of each Multiplex PCR product were in 10 × Ssarc buffer (10 × Ssarc: 230 ml 20 × SSC, 180 ml sodium lauroyl sarcosinate solution 20%, diluted to 1000 ml with dH 2 O). The reaction mixture was then hybridized to the detection oligonucleotides as follows. Denaturation at 95 ° C, cooling to 10 ° C, hybridization at 42 ° C overnight, followed by washing with 10x Ssarc and dH 2 O at 42 ° C.
Die Fluoreszenzsignale von jedem hybridisierten Oligonukleotid unter der Verwendung von Genepix Scanner und Software bestimmt. Die Verhältnisse für die zwei Signale (von dem CG Oligonukleotid und dem TG Oligonukleotid, die dazu verwendet wurden, um jede CpG Position zu analysieren) wurden basierend auf dem Vergleich der Intensität der Fluoreszenzsignale berechnet.The Fluorescence signals from each hybridized oligonucleotide below the use of Genepix scanners and software. The ratios for the two signals (from the CG oligonucleotide and the TG oligonucleotide, used to analyze each CpG position) were calculated based on the comparison of the intensity of the fluorescence signals.
Datenanalysedata analysis
Um
die Fähigkeit
jedes Genpromotors zu bestimmen, Erfolg oder Versagen der Tamoxifen-Behandlung vorherzusagen,
wurden die einzelnen gemessenen CpGs pro Gen unter der Verwendung
von Hotelling's T2 Statistik kombiniert. Um potentielle Marker
zu identifizieren führten
wir unsere anfängliche
Analyse an denjenigen 123 Patienten durch, die die extremen Typen
an Response zeigten; entweder eine objektive Response (CR + PR,
45 Patienten) oder eine progressive Erkrankung, direkt vom Start
der Behandlung an (PD, 78 Patienten). Zehn Gene waren signifikant
mit einer Response auf Tamoxifen nach Korrektur auf multiplen Vergleich mit
einer moderat konservativen falschen Auffindungsrate von 25% (siehe
Anschließend wurden alle 200 Patienten, einschließlich denjenigen mit einem intermediären Typ an Response (59 Patienten mit stabiler Erkrankung (SD, keine Veränderung der Erkrankung für mehr als 6 Monate) und 18 Patienten mit stabiler Erkrankung für 6 Monate oder weniger) in einer logistischen Regressionsanalyse analysiert. Wir kombinierten für jedes der 10 ausgewählten Gene die Abschätzungen aus der logistischen Regression für die gesamte Response (= objektive Response + SD) der verschiedenen gemessenen CpG-Dinukleotide. In der gesamten Kohorte war für alle zehn Gene die Responserate gegenüber Tamoxifen-Behandlung ungefähr 15 bis 20% höher (wobei die odd-Verhältnisse [OR's] von 1,5 bis 3,5 reichten) für Patienten, deren Tumore einen günstigen DNA-Methylierungsstatus aufwiesen, als diejenigen mit einem ungünstigen Status. In Übereinstimmung damit war der mittlere PFS für die 10 Gene in der vorherigen Gruppe von Patienten im Durchschnitt 1,8 mal länger, als in der letztgenannten Gruppe (wobei die Gefahrenverhältnisse (HR's) von 0,54 bis 0,77 reichen). Daher waren diese 10 Gene auch in der gesamten Kohorte mit dem Erkrankungsausgang nach Tamoxifen-Behandlung assoziiert.Then were every 200 patients, including those with an intermediate Response type (59 patients with stable disease (SD, none change the disease for more than 6 months) and 18 patients with stable disease for 6 months or less) in a logistic regression analysis. We combined for each of the 10 selected Gene the estimates from the logistic regression for the entire response (= objective Response + SD) of the various measured CpG dinucleotides. In the entire cohort was for every ten genes the response rate to tamoxifen treatment is approximately 15 to 20% higher (where the odd ratios [OR's] from 1.5 to 3.5 was enough) for patients whose tumors are cheap DNA methylation status than those with an unfavorable Status. In accordance the mean PFS was for the 10 genes in the previous group of patients on average 1.8 times longer, than in the latter group (the hazard situation (HR's) of 0.54 range up to 0.77). Therefore, these 10 genes were also in the whole Cohort associated with disease outcome after tamoxifen treatment.
Die Vorhersage von Response to Tamoxifen-Behandlung in fortgeschrittenen Brustkrebspatienten basiert herkömmlich auf den Patienten-, Erkrankungs- und Tumorcharakteristika (Pyrhonen S, Ellmen J, Vuorinen J, Gershanovich M, Tominaga T, Kaufmann M, Hayes DF. Meta-analysis of trials comparing toremifene with tamoxifen und factors predicting outcome of antiestrogen therapy in postmenopausal women with breast cancer. Breast Cancer Res Treat. 1999; 56(2): 133–43), d.h., Alter, erste dominante Stelle des Rückfalls, Erkrankungsfreies Intervall und ER Status. Wir verglichen einen prädiktiven Wert, der mit den multivaria blen Abschätzungen der herkömmliche prädikative Faktoren (herkömmliche Faktoren-basierter Wert) berechnet wurde, mit einem Wert, der nur von DNA-Methylierungsdaten abgeleitet war (DNA Methylierungs-basierter Wert). Für einen DNA Methylierungs-basierten Wert schlossen wir nur Gene ein, deren DNA Methylierungsstatus die Response unabhängig von einander vorhersagte. Um dies zu etablieren, fügten wir die DNA Methylierungsstatus-Information jedes der 10 Gene gleichzeitig zu einem multivariablen logistischen Regressionsmodell hinzu. Nach rückwärtiger Eliminierung der nicht-signifikanten Gene (P < 0.05), waren fünf Gene, d.h. Phosphoserinaminotransferase (PSA-T), Stathmin (STMN1), S100 Protein A2 (S 100A2), transformierender Wachstumsfaktor β Rezeptor II (TGFBR2), und Glutamatrezeptor 2D (GRIN2D) statistisch signifikant und sagten unabhängig von einander Response voraus. Der DNA Methylierungs-basierte Wert, der anschließend mit dem herkömmliche Faktoren-basierten Wert verglichen wurde, wurde aus den multivariablen Abschätzungen dieser fünf Gene abgeleitet.The Prediction of response to tamoxifen treatment in advanced Breast cancer patients are traditionally based on the patient, disease and tumor characteristics (pyrhones S, Ellmen J, Vuorinen J, Gershanovich M, Tominaga T, Kaufmann M, Hayes DF. Meta-analysis of trials comparing toremifene with tamoxifen and factors predicting outcome of antiestrogen therapy in postmenopausal women with breast cancer. Breast Cancer Res Treat. 1999; 56 (2): 133-43) i.e. age, first dominant point of relapse, disease-free Interval and ER status. We compared a predictive value with the multivariate estimates the conventional predicative Factors (conventional Factors-based Value) was calculated with a value derived only from DNA methylation data was derived (DNA methylation-based value). For one For DNA methylation-based value, we only included genes whose DNA methylation status predicted the response independently. To establish this, added we get the DNA methylation status information each of the 10 genes simultaneously into a multivariable logistic Regression model. After backward elimination the non-significant genes (P <0.05), were five Genes, i.e. Phosphoserine aminotransferase (PSA-T), stathmin (STMN1), S100 Protein A2 (S 100A2), transforming growth factor β receptor II (TGFBR2), and glutamate receptor 2D (GRIN2D) were statistically significant and said independently of each other's response ahead. The DNA methylation-based value, who then with the conventional Factor-based value was compared from the multivariable estimates of these five Genes derived.
Der Wert für jeden Tumor, basierend auf entweder den herkömmlichen prädiktiven Faktoren oder DNA Methylierungsstatus wurde dazu verwendet, um die Patienten in 4 Gruppen durch ihre 25zigsten, 50zigsten, und 75zigsten Prozentilwerte (Tabelle 3) einzuteilen. Der DNA Methylierungs-basierte Wert zeigte eine viel bessere diskriminatorische Stärke mit der Gesamtresponse, als der auf den herkömmlichen Faktoren-basierte Wert (Tabelle 3). Die gesamten Responseraten in dem DNA Methylierungs-basierten Wert nahmen von 26% für die Patienten im ersten Viertel (q1)(OR auf 1,0 gesetzt), 34% für das zweite Viertel (q2) (OR = 1,5), 66% im dritten für q3 (OR = 5,5) und 82% und letzten Viertel für q4 (OR = 13,0) (P < 0,001) ab, während für den herkömmlichen Faktoren-basierte Wert die Raten nur von 36% (OR auf 1,0 gesetzt) für q1 dieses Werts, via 46% (OR = 1,5) (q2) bis jeweils 64% (OR = 3,2) und 62% (OR = 2.9) (q3) (q4), zunahmen (P = 0.013) (Tabelle 3).The Value for any tumor based on either conventional predictive factors or DNA methylation status was used to separate patients into 4 groups by their 25th, 50th and 75th percentile values (Table 3). The DNA methylation-based score showed a much better discriminatory one Strength with the overall response than the value based on the conventional factors (Table 3). The overall response rates in the DNA methylation-based Value of 26% for the patients in the first quarter (q1) (OR set to 1.0), 34% for the second Quarter (q2) (OR = 1.5), 66% in the third for q3 (OR = 5.5) and 82% and last quarter for q4 (OR = 13.0) (P <0.001) off while for the usual Factor-based value the rates only from 36% (OR set to 1.0) for q1 this value, via 46% (OR = 1.5) (q2) to 64% each (OR = 3.2) and 62% (OR = 2.9) (q3) (q4), increased (P = 0.013) (Table 3).
Ähnlich unterschied
sich der mittlere PFS in den extremen Vierteln für dem DNA Methylierungs-basierten
Wert 4,2fach (von 3,8 bis 16,1 Monate), während für den herkömmliche Faktoren-basierten
Wert der Unterschied zwischen den zwei extremen Vierteln nur die
Hälfte
davon war (2,1 fach; von 4,7 auf 9,7 Monate) (vergleiche Kurven
von
Daher habe wir zum ersten Mal gezeigt, daß ein epigenetisches Profil, basierend auf dem CpG-Insel DNA-Methylierungsstatus von Promotorregionen von nur fünf Genen, die Wahrscheinlichkeit der Behandlungsresponse in Patienten mit ER-positivem fortgeschrittenem Brustkrebs, behandelt mit Tamoxifen-Therapie, vorhersagen kann. Weiterhin erschien es so zu sein, daß diese Vorhersage viel genauer war, als die Vorhersage, die auf allgemein verwendeten herkömmlichen prädiktiven Faktoren basierte, was vermuten läßt, daß die DNA Methylierungsanalyse für klinische Therapieentscheidungen brauchbar sein kann. Ein epigenetisches Profiling von Tumorgewebe-DNA kann daher eine kompetetive und einfache Alternative zum mühsamen mRNA Profiling sein, das stark von gut konserviertem Tumorgewebe-Material abhängig ist. Zusätzlich dazu sind epigenetische DNA Profile sehr stabil, an spezifischen Stellen lokalisiert sind (der Promotorregion eines Gens) und können leicht durch PCR amplifiziert werden. Zusätzlich und darüber hinaus kann die DNA Methylierungsstatus-Bestimmung kann an archiviertem, gefrorenem oder leicht zugänglichem in Paraffin eingebettetem Tumor Gewebematerial durchgeführt werden, was sie im klinischen Routineaufbau breit anwendbar macht.Therefore, we have shown for the first time that an epigenetic profile based on the CpG island DNA methylation status of promoter regions of only five genes can predict the likelihood of treatment response in patients with ER-positive advanced breast cancer treated with tamoxifen therapy , Furthermore, it appeared that this prediction was much more accurate than the prediction based on commonly used conventional predictive factors, suggesting that DNA methylation analysis may be useful for clinical therapy decisions. Epigenetic profiling of tumor tissue DNA can therefore be a competitive and simple alternative to tedious mRNA profiling, which is heavily dependent on well-preserved tumor tissue material. In addition, epigenetic DNA profiles are very stable, localized at specific sites (the promoter region of a gene) and can be easily amplified by PCR. In addition and beyond, DNA methylation status determination can be archived, frozen or easily accessible in paraffin embedded Tent tumor tissue material are carried out, which makes them widely applicable in routine clinical setup.
Tabelle 1: Gene, die gemäß Beispiel 1 amplifiziert wurden. Table 1: Genes which were amplified according to Example 1.
Tabelle 2: Hybridisierungs-Oligonucleotide. Table 2: Hybridization oligonucleotides.
Tabelle 3: Prädikativer Wert für Responsea. Table 3: Predictive value for response a .
a, Logistische Regression wurde verwendet, um die Stärke einer Verbindung eines Faktors mit dem Type von Response auf Tamoxifen-Behandlung zu testen; b, Odds-Verhältnis; c, 95% Konfidenzintervall; d, Wert basiert auf multivariabler Analyse der herkömmlichen zusätzlichen Faktoren Alter (> 70 J, 55–70 J, 41–55 J versus ≤ 40 J), dominante Stelle des Rückfalls (Rückfalls zu Viscera oder Knochen versus Weichgewebe), Erkrankungs-freies Intervall (> 12 Monate versus ≤ 12 Monate), und log ER Werte. Der Wert wurde in zwei Gruppen geteilt (q1 –q4) basierend auf dem 25zigsten, 50zigsten und 75zigsten Prozentil-Wert; e, Wert basierend auf dem DNA Methylierungsstatus der 5 unabhängig vorhersagenden Gene PSA-T, STMN1, GRIN2D, TGFBR2 und S100A2. Der Wert wurde in zwei Gruppen geteilt, q1–q4, die selben, wie für den herkömmliche Faktoren-basierten Wert. a , Logistic regression was used to test the strength of a factor's association with the type of response to tamoxifen treatment; b , odds ratio; c , 95% confidence interval; d , value based on multivariable analysis of the conventional additional factors age (> 70 J, 55–70 J, 41–55 J versus ≤ 40 J), dominant place of relapse (relapse to viscera or bone versus soft tissue), disease-free interval (> 12 months versus ≤ 12 months), and log ER values. The value was divided into two groups (q1-q4) based on the 25th, 50th and 75th percentile values; e , value based on the DNA methylation status of the 5 independently predictive genes PSA-T, STMN1, GRIN2D, TGFBR2 and S100A2. The value was divided into two groups, q1-q4, the same as for the conventional factor-based value.
Es folgt ein Sequenzprotokoll nach WIPO St. 25.It follows a sequence listing according to WIPO St. 25. Dieses kann von der amtlichen Veröffentlichungsplattform des DPMA heruntergeladen werden.This can from the official publication platform of the DPMA can be downloaded.
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