ES2295607T3 - Procedimiento y acidos nucleicos para el analisis de trastornos de proliferacion de celulas colorrectales. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento in vitro de diagnosticar un trastorno de proliferación de células de colon en un sujeto, que comprende las etapas de: a) obtener o más muestras de prueba de tejido o suero de colon o ambos, sangre o heces de dicho sujeto; y b) detectar un descenso de la cantidad o expresión de un polipéptido que se expresa a partir del gen EYA4 o la presencia o ausencia de ARNm que codifica un polipéptido EYA4.
Description
Procedimiento y ácidos nucleicos para el
análisis de trastornos de proliferación de células
colorrectales.
El cáncer colorrectal es la cuarta causa de
mortalidad por cáncer en hombres y mujeres. La tasa de supervivencia
a los 5 años es del 61% en todas las fases siendo la detección
temprana un requisito indispensable para la terapia curativa de la
enfermedad. Hasta el 95% de los cánceres colorrectales son
adenocarcinomas con diferentes grados de diferenciación.
El cáncer de colon esporádico se desarrolla en
un proceso de etapas múltiples que se inicia con la transformación
patológica del epitelio del colon normal en un adenoma que
consecutivamente progresa a cáncer invasivo. La velocidad de
progresión de los adenomas de colon actualmente se predice basándose
en su aspecto histológico, localización, grado de propagación y
extensión de afectación del intestino. Por ejemplo, los adenomas
benignos de tipo tubular raramente progresan a tumores malignos,
mientras que los adenomas benignos vellosos, en particular si son
mayores de 2 cm de diámetro, presentan un potencial maligno
significativo.
Durante la progresión desde las lesiones
proliferativas benignas hasta los neoplasmas malignos se sabe que
se producen varias alteraciones genéticas y epigenéticas. La
mutación somática del gen APC parece ser uno de los primeros
eventos en el 75 - 80% de los adenomas y carcinomas colorrectales.
Se cree que la activación de K-RAS es una etapa
crítica en la progresión hacia un fenotipo maligno.
Consecutivamente, se acumulan mutaciones en otros oncogenes así
como alteraciones que provocan la inactivación de los genes
supresores de tumores.
La metilación aberrante del ADN en las islas de
CpG está entre las alteraciones más tempranas y más habituales en
los cánceres humanos, produciendo una abrogación o hiperexpressión
de un amplio espectro de genes. Además, se ha demostrado que la
metilación anormal se produce en los elementos reguladores ricos en
CpG en las partes intrónicas y codificantes de los genes de ciertos
tumores. Al contrario que con la hipermetilación específica de los
genes supresores de tumores, en las células tumorales puede
observarse una hipometilación en conjunto del ADN. Este descenso en
la metilación global puede detectarse de forma temprana, mucho antes
de la formación de un tumor evidente. También, se ha reseñado la
correlación entre la hipometilación y la mayor expresión génica
para muchos oncogenes. En el cáncer de colon, la metilación
aberrante del ADN constituye una de las alteraciones más destacadas
e inactiva muchos genes supresores de tumores tales como p14ARF,
p16INK4a, THBS1, MINT2, y MINT31 y genes de reparación de los
emparejamientos erróneos del ADN tales como hMLH1.
En la evolución molecular del cáncer
colorrectal, se ha sugerido que los errores en la metilación del ADN
desempeñan dos papeles definidos. En las células normales de la
mucosa del colon, los errores de metilación se acumulan en función
de la edad o de eventos que dependen del tiempo que predisponen a
estas células a la transformación neoplásica. Por ejemplo, pudo
demostrarse que la hipermetilación de varios locus estaba ya
presente en los adenomas, en particular en los subtipos
tubulovelloso y velloso. En fases posteriores, una mayor metilación
del ADN de las islas de CpG desempeña un papel importante en un
subconjunto de tumores afectados por el denominado fenotipo
metilador de islas de CpG (CIMP). La mayoría de los tumores CIMP+,
que constituye aproximadamente el 15% de todos los cánceres
colorrectales esporádicos, se caracteriza por inestabilidad en los
microsatélites (MIN) debida a la hipermetilación del promotor hMLH 1
y de otros genes de reparación de los emparejamientos erróneos en
el ADN. Por el contrario, los cánceres de colon CIMP- evolucionan
por una ruta de inestabilidad genética más clásica (CIN), con una
tasa elevada de mutaciones en p53 y cambios cromosómicos.
Sin embargo, los subtipos moleculares no
muestran únicamente frecuencias variables respecto a las
alteraciones moleculares. De acuerdo con la presencia de
inestabilidad en los microsatélites o de aberraciones cromosómicas,
el cáncer de colon puede subclasificarse en dos clases, que también
muestran diferencias significativas. Casi todos los tumores MIN se
originan en el colon proximal (ascendente y transverso), mientras
que el 70% de los tumores CIN está localizado en el colon distal y
el recto. Esto se ha atribuido a la variada prevalencia de
diferentes carcinógenos en diferentes secciones del colon. Se ha
sugerido que los carcinógenos metilantes, que constituyen el
carcinógeno prevalente en el colon proximal, desempeñan un papel en
la patogénesis de los cánceres MIN, mientras que se cree que los
tumores CIN son provocados más frecuentemente por carcinógenos que
forman aductos, que se dan con más frecuencia en las partes distales
del colon y el recto. Además, los tumores MIN presentan un mejor
pronóstico que los tumores con un fenotipo CIN y responden mejor a
la quimioterapia complementaria.
La identificación de los marcadores para la
diferenciación del carcinoma de colon así como para la temprana
detección es el objetivo principal de la investigación actual.
EYA4 es el miembro más recientemente
identificado de la familia de genes Eya (ausencia de ojos en inglés)
en vertebrados, un grupo de cuatro activadores de la transcripción
que interactúan con otras proteínas en una jerarquía reguladora
conservada para asegurar un desarrollo embriológico normal. El gen
EYA4 se ha mapeado en 6q22.3 y codifica una proteína de 640
aminoácidos. La estructura de EYA4 se ajusta al patrón básico
establecido por EYA 1-3, e incluye un extremo C muy
conservado de 271 aminoácidos denominado región homóloga de eya
(eyaHR; denominada alternativamente dominio eya o dominio de
homología eya 1) y un dominio de transactivación más divergente
rico en prolina-serina-treonina
(PST) (34-41%) en el extremo N (Borsani G, y cols.,
EYA4, a novel vertebrate gen related to Drosophila eyes absent. Hum
Mol Genet enero de 1999; 8(1): 11-23). Las
proteínas EYA interactúan con miembros de las familias de proteínas
SIX y DACH durante el desarrollo embrionario temprano. Las
mutaciones en el gen EYA4 son responsables de la pérdida auditiva
autosómica dominante, progresiva y postlingual en el locus DFNA10
(Wayne S, Robertson NG, DeClau F, Chen N, Verhoeven K, Prasad S,
Tranebjarg L, Morton CC, Ryan AF, Van Camp G, Smith RJ: Mutations
in the transcriptional activator EYA4 cause
late-onset deafness at the DFNA10 locus. Hum Mol
Genet 1 de febrero de 2001; 10(3): 195-200
con referencias adicionales).
Los documentos WO 0168912 y WO 0200926 describen
la relación entre la metilación del EYA4 y el cáncer. Hiltunen y
cols: "Hypermethylation of the wt1 and calcitonin gene promoter
regions at chromosome 11 p in human cotorectal cancer" BRITISH
JOURNAL OF CANCER, Londres, Vol. 76, n.º 9, 1997, páginas
1124-1130 describen la implicación de wt1 y la
calcitonina en los trastornos proliferativos del colon.
La 5-metilcitosina es la
modificación de base covalente más frecuente en el ADN de las
células eucariotas. Por ejemplo, desempeña un papel en la
regulación de la transcripción, en el sellado genético y en la
oncogénesis. Por lo tanto, la identificación de
5-metilcitosina como componente de la información
genética es de considerable interés. Sin embargo, las posiciones de
la 5-metilcitosina no pueden identificarse mediante
secuenciación ya que la 5-metilcitosina tiene el
mismo comportamiento de emparejamiento que la citosina. Además, la
información epigenética que porta 5-metilcitosina
se pierde completamente durante la amplificación por PCR.
Un procedimiento relativamente nuevo y
actualmente el de uso más frecuente para el análisis del ADN para
determinar 5-metilcitosina se basa en la reacción
específica de bisulfito con citosina que, tras la posterior
hidrólisis alcalina, se convierte en uracilo que corresponde a
timidina en su comportamiento de emparejamiento de bases. Sin
embargo, la 5-metilcitosina no se modifica en estas
condiciones. En consecuencia, el ADN original se convierte de tal
forma que la metilcitosina, que originariamente no podía
distinguirse de la citosina por su comportamiento de hibridación,
puede detectarse ahora porque es la única citosina que queda usando
técnicas biológicas moleculares "normales", por ejemplo,
amplificación e hibridación o secuenciación. Todas estas técnicas se
basan en el emparejamiento que ahora puede explotarse
completamente. En términos de sensibilidad, la técnica anterior se
define mediante un procedimiento que incluye el ADN a analizar en
una matriz de agarosa, evitando así la difusión y renaturalización
del ADN (el bisulfito sólo reacciona con ADN monocatenario), y que
sustituye todas las etapas de precipitación y purificación por una
diálisis rápida (Olek A, Oswald J, Walter J. A modified and
improved method for bisulphite based cytosine methylation analysis.
Nucleic Acids Res. 15 de diciembre de 1996; 24(24):
5064-6). Usando este procedimiento, es posible
analizar células individuales, lo que ilustra el potencial del
procedimiento. Sin embargo, actualmente sólo se analizan las
regiones individuales de una longitud de hasta aproximadamente 3000
pares de bases, no es posible analizar de forma global las células
para determinar miles de posibles eventos de metilación. Sin
embargo, este procedimiento tampoco puede analizar de forma fiable
fragmentos muy pequeños de cantidades de muestra pequeñas. Estas se
pierden por la matriz a pesar de la protección contra la
difusión.
Puede obtenerse una visión de conjunto de otros
procedimientos conocidos para detectar
5-metilcitosina en el siguiente artículo
recopilatorio: Rein, T., DePamphilis, M. L., Zorbas, H., Nucleic
Acids Res. 1998, 26, 2255.
Hasta la fecha, con pocas excepciones (por
ejemplo, Zeschnigk M, Lich C, Buiting K, Doerfler W, Horsthemke B.
A singletube PCR test for the diagnosis of Angelman and
Prader-Willi syndrome based on allelic methylation
differences at the SNRPN locus. Eur J Hum Genet.
Marzo-abril de 1997, 5 (2): 94-8) la
técnica del bisulfito únicamente se usa en investigación. Sin
embargo, siempre los fragmentos específicos cortos de un gen
conocido se amplifican después de un tratamiento con bisulfito y o
se secuencian completamente (Olek A, Walter J. The
pre-implantation ontogeny of the H19 methylation
imprint. Nat Genet. Noviembre de 1997; 17 (3):
275-6) o se detectan las posiciones individuales de
citosina mediante una reacción de extensión con cebadores (Gonzalgo
ML, Jones PA. Rapid quantitation of methylation differences at
specific sites using methylation-sensitive single
nucleotide primer extension (Ms-SNuPE). Nucleic
Acids Res. 15 de junio de 1997; 25(12):
2529-31, documento WO 95/00669) o mediante
digestión enzimática (Xiong Z, Laird PW. COBRA: a sensitive and
quantitative DNA methylation assay. Nucleic Acids Res. 15 de junio
de 1997; 25(12): 25324). Además, también se ha descrito la
detección mediante hibridación (Olek y cols., documento WO
99/28498).
Otras publicaciones que tratan del uso de la
técnica del bisulfito para la detección de la metilación en genes
individuales son: Grigg G, Clark S. Sequencing
5-methylcytosine residues in genomic DNA. Bioessays.
Junio de 1994; 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. Marzo de 1997; 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. 25 de febrero de 1994; 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. Gene. 19 de mayo de 1995;
157(1-2): 261-4; documentos
WO 97/46705 y WO 95/15373.
Puede obtenerse una visión de conjunto de la
técnica anterior sobre la fabricación de matrices de oligómeros en
una edición especial de Nature Genetics (Nature Genetics Suplemento,
Volumen 21, enero de 1999), publicada en enero de 1999, y en la
bibliografía que se cita en ella.
Las sondas con marcadores fluorescentes se usan
a menudo para el barrido de matrices de ADN inmovilizadas. La
simple unión de los tintes Cy3 y Cy5 al 5' -OH de la sonda
específica es particularmente adecuada para los marcadores
fluorescentes. La detección de la fluorescencia de las sondas
hibridadas puede realizarse, por ejemplo, mediante un microscopio
confocal. Los tintes Cy3 y Cy5, además de muchos otros, están
disponibles comercialmente.
La espectrometría de masas con
deserción/ionización por láser asistida por matriz
(MALDI-TOF) es un desarrollo muy eficaz para el
análisis de biomoléculas (Karas M, Hillenkamp F. Laser desorption
ionization of proteins with molecular masses exceeding 10,000
daltons. Anal Chem. 15 de octubre de 1988; 60(20):
2299-301). Un analito se embebe en una matriz que
absorbe la luz. La matriz se evapora mediante un pulso de láser
corto transportando así la molécula de analito a la fase de vapor
de forma no fragmentada. El analito se ioniza mediante colisiones
con las moléculas de la matriz. La aplicación de un voltaje acelera
los iones en un tubo de vuelo sin campo. Debido a sus diferentes
masas, los iones se aceleran a velocidades diferentes. Los iones más
pequeños alcanzan el detector antes que los más grandes.
La espectrometría MALDI-TOF es
perfectamente adecuada para el análisis de péptidos y proteínas. El
análisis de ácidos nucleicos es algo más difícil (Gut I G, Beck S.
DNA and Matrix Assisted Laser Desorption Ionization Mass
Spectrometry. Current Innovations and Future Trends. 1995, 1;
147-57). La sensibilidad a los ácidos nucleicos es
aproximadamente 100 veces peor que la de los péptidos y disminuye de
forma no proporcional al aumentar el tamaño del fragmento. Para los
ácidos nucleicos que tienen un esqueleto con múltiples cargas
negativas, el proceso de ionización mediante matriz es
considerablemente menos eficaz. En la espectrometría
MALDI-TOF, la selección de la matriz desempeña un
papel eminentemente importante. Para la desorción de péptidos, se
han encontrado varias matrices que producen una cristalización muy
fina. Actualmente existen varias matrices sensibles para el ADN,
sin embargo, no se ha reducido la diferencia de sensibilidad. La
diferencia de sensibilidad puede reducirse modificando químicamente
el ADN de tal modo que se vuelve más similar a un péptido. Los
ácidos nucleicos de fosforotioato, en los que los fosfatos
habituales del esqueleto se sustituyen por tiofosfatos, pueden
convertirse en un ADN de carga neutra usando reacciones de
alquilación simples (Gut IG, Beck S. A procedure for selective DNA
alkylation and detection by mass spectrometry. Nucleic Acids Res. 25
de abril de 1995; 23(8): 1367-73). El
acoplamiento de un marcador con carga a este ADN modificado provoca
un aumento de la sensibilidad al mismo nivel que el que se
encuentra para los péptidos. Una ventaja adicional del marcado con
cargas es la mayor estabilidad del análisis contra impurezas que
hacen que la detección de los sustratos no modificados sea
considerablemente más difícil.
El ADN genómico se obtiene de ADN de células,
tejidos u otras muestras de prueba usando procedimientos estándar.
Esta metodología estándar se encuentra en referencias tales como
Sambrook, Fritsch y Maniatis editores, Molecular Cloning: A
Laboratory Manual, 1989.
La presente invención describe procedimientos
novedosos para la detección de trastornos de proliferación celular.
Dicha invención describe el uso del gen EYA4, así como de su
promotor y de los elementos reguladores como marcadores de los
trastornos proliferativos de las células de colon. De forma más
específica, la materia descrita muestra la aplicabilidad de dicho
gen a la detección de trastornos proliferativos de las células de
colon, distinguiendo entre diferentes clases de trastornos
proliferativos de las células de colon así como a la diferenciación
entre los trastornos proliferativos de las células de colon y los
trastornos de proliferación celular que se originan en otros
tejidos.
En un aspecto de la invención, la materia
descrita proporciona secuencias de ácidos nucleicos de utilidad
para el análisis de la metilación en dicho gen, otros aspectos
proporcionan usos novedosos del gen y el producto génico así como
procedimientos, ensayos y kits dirigidos a detectar, diferenciar y
distinguir trastornos proliferativos de las células de colon, así
como procedimientos terapéuticos y diagnósticos de los mismos.
En una realización el procedimiento describe el
uso del gen EYA4 como marcador para la diferenciación, detección y
distinción de trastornos proliferativos de las células de colon.
Dicho uso del gen puede posibilitarse por cualquier medio de
análisis de la expresión del gen, mediante el análisis de la
expresión de ARNm o mediante el análisis de la expresión de
proteínas. Sin embargo, en la realización más preferida de la
invención, la detección, diferenciación y distinción de trastornos
proliferativos de las células de colon se posibilita mediante el
análisis del estado de metilación del gen EYA4 y su promotor o
elementos reguladores.
Para detectar la presencia de ARNm que codifica
EYA4 en un sistema de detección para el cáncer de colon, se obtiene
una muestra de un paciente. La muestra puede ser una muestra de
biopsia de tejidos o una muestra de sangre, plasma, suero o
similares. La muestra puede tratarse para extraer los ácidos
nucleicos contenidos en ella. El ácido nucleico resultante de la
muestra se somete a electroforesis en gel u otras técnicas de
separación. La detección implica poner en contacto los ácidos
nucleicos y en particular el ARNm de la muestra con una secuencia
de ADN que sirve de sonda para formar cadenas dobles híbridas. Lo
estricto de la hibridación se en base a un número de factores
durante la hibridación y durante el procedimiento de lavado, que
incluyen la temperatura, potencia iónica, cantidad de tiempo y
concentración de formamida. Estos factores se enumeran, por
ejemplo, en Sambrook y cols. (Molecular Cloning: A Laboratory
Manual, 2ª ed., 1989). La detección de la cadena doble resultante
habitualmente se logra mediante el uso de sondas marcadas. De forma
alternativa, la sonda puede no estar marcada, pero puede detectarse
por la unión específica con un ligando que está marcado, ya sea de
forma directa o indirecta. Los marcadores y procedimientos de
marcado de sondas y ligandos apropiados son conocidos en la
técnica, e incluyen, por ejemplo, marcadores radioactivos que pueden
incorporarse mediante procedimientos conocidos (por ejemplo,
traducción de nicks o digestión con cinasas), biotina, grupos
fluorescentes, grupos quimioluminescentes (por ejemplo, dioxetanos,
en particular los dioxetanos activables), enzimas, anticuerpos, y
similares.
Para aumentar la sensibilidad de la detección en
una muestra de ARNm que codifica EYA4, puede emplearse la técnica
de la reacción en cadena de la polimerasa previa transcripción
inversa para amplificar el ADNc trascrito a partir de ARNm que
codifica EYA4. El procedimiento de la transcripción inversa /PCR es
notorio en la técnica (por ejemplo, véase Watson y Fleming,
referencia anterior).
El procedimiento de transcripción inversa /PCR
puede realizarse de la forma siguiente. El ARN celular total se
aísla, por ejemplo, mediante el procedimiento estándar con
isotiocianato de guanidio y el ARN total se transcribe
inversamente. El procedimiento de transcripción inversa implica la
síntesis de ADN con una plantilla de ARN usando una enzima
transcriptasa inversa y un cebador del extremo 3'. Habitualmente, el
cebador contiene una secuencia de oligo(dT). El ADNc así
producido se amplifica después usando el procedimiento de la PCR y
cebadores específicos de EYA4. (Belyavsky y cols., Nucl Acid Res 17:
2919-2932, 1989; Krug y Berger, Methods in
Enzymology, Academic Press, N.Y., Vol. 152, páginas
316-325, 1987).
La presente invención también puede describirse
en ciertas realizaciones como un kit para usar en la detección de
un estado de enfermedad de cáncer de colon analizando una muestra
biológica. Un kit representativo puede comprender uno o más
segmentos de ácido nucleico tal como se describe anteriormente que
se hibrida selectivamente al ARNm de EYA4 y un envase para cada uno
de los uno o más segmentos de ácido nucleico. En ciertas
realizaciones los segmentos de ácido nucleico también pueden
combinarse en un único tubo. En realizaciones adicionales, los
segmentos de ácido nucleico también pueden incluir un par de
cebadores para amplificar el ARNm diana. Dichos kits también pueden
incluir cualesquiera tampones, soluciones, disolventes, enzimas,
nucleótidos, u otros componentes para las reacciones de
hibridación, amplificación o detección. Los componentes preferidos
para el kit incluyen reactivos para la PCR previa transcripción
inversa, hibridación in situ, análisis de Northern y/o
RPA.
La presente invención proporciona además
procedimientos para detectar la presencia del polipéptido EYA4, en
una muestra obtenida en un paciente. Puede usarse cualquier
procedimiento conocido en la técnica para detectar proteínas.
Dichos procedimientos incluyen, pero sin limitación inmunodifusión,
inmunoelectroforesis, procedimientos inmunoquímicos, ensayos de
enlazador y ligando, técnicas inmunohistoquímicas, aglutinación y
ensayos complementarios (véase por ejemplo Basic and Clinical
Immunology, Sites y Terr, editores, Appleton & Lange, Norwalk,
Conn. páginas 217-262, 1991). Se prefieren los
procedimientos de inmunoensayo mediante enlazador y ligando que
incluyen hacer reaccionar anticuerpos con un epítopo o epítopos de
EYA4 y desplazar competitivamente una proteína EYA4 marcada o
derivada de la misma.
Ciertas realizaciones de la presente invención
comprenden el uso de anticuerpos específicos contra el polipéptido
codificado por el gen EYA4. Dichos anticuerpos pueden ser de
utilidad para aplicaciones de diagnóstico y pronóstico para
detectar el estado de enfermedad, comparando los niveles de
expresión de marcadores de la enfermedad de colon de un paciente
con la expresión de los mismos marcadores en individuos normales. En
ciertas realizaciones puede inducirse la producción de anticuerpos
monoclonales o policlonales mediante el uso del polipéptido EYA4
como antígeno. Dichos anticuerpos a su vez pueden usarse para
detectar las proteínas expresadas como marcadores para los estados
de enfermedad humanos. Los niveles de dichas proteínas presentes en
la sangre periférica o en una muestra de tejido de próstata de un
paciente pueden cuantificarse mediante procedimientos
convencionales. La unión entre anticuerpo y proteína puede
detectarse y cuantificarse por varios medios conocidos en la
técnica, tales como marcado con ligandos fluorescentes o
radioactivos. La invención comprende además kits para realizar los
procedimientos mencionados anteriormente, en los que dichos kits
contienen anticuerpos específicos los polipéptidos EYA4.
En la técnica se conocen numerosos inmunoensayos
de unión de proteínas competitivos y no competitivos. Los
anticuerpos que se emplean en dichos ensayos pueden no estar
marcados, por ejemplo tales como los que se usan en pruebas de
aglutinación, o estar marcados para usar en una amplia variedad de
procedimientos de ensayo. Los marcadores que pueden usarse incluyen
radionúclidos, enzimas, sustancias fluorescentes, sustancias
quimioluminiscentes, sustratos enzimáticos o cofactores,
inhibidores enzimáticos, partículas, tintes y similares para usar en
un radioinmunoensayo (RIA), inmunoensayos enzimáticos, por ejemplo,
ensayo de inmunoabsorción ligado a enzimas (ELISA), inmunoensayos
fluorescentes y similares. Los anticuerpos policlonales o
monoclonales contra EYA4 o un epítopo del mismo pueden prepararse
para usar en inmunoensayos mediante cualquiera de un número de
procedimientos conocidos en la técnica. Una estrategia para
preparar anticuerpos contra una proteína es seleccionar y preparar
una secuencia de aminoácidos de toda o parte de la proteína,
sintetizar químicamente la secuencia e inyectarla en un animal
apropiado, habitualmente un conejo o un ratón (Milstein y Kohler
Nature 256: 495-497, 1975; Gulfre y Milstein,
Methods in Enzymology: Immunochemical Techniques 73:
1-46, Langone and Banatis editores, Academic Press,
1981). Los procedimientos para la preparación de EYA4 o de un
epítopo del mismo incluyen, pero sin limitación síntesis química,
técnicas de recombinación de ADN o aislamiento de muestras
biológicas.
La invención proporciona mejoras significativas
a la técnica porque actualmente no existen marcadores para detectar
el cáncer de colon en muestras de fluidos corporales. Los
procedimientos que actualmente se usan para detectar y diagnosticar
los trastornos proliferativos de las células de colon incluyen
colonoscopia, sigmoidoscopia, y cáncer de colon por sangre oculta
en las heces. Comparada con estos procedimientos, la invención que
se describe es mucho menos invasiva que la colonoscopia e igual de
sensible, sino más, que la sigmoidoscopia y el FOBT. Comparada con
las descripciones anteriores de estos marcadores de la bibliografía,
la invención que se describe proporciona ventajas significativas en
lo que se refiere a sensibilidad y especificidad debido a la
ventajosa combinación usando técnicas de ensayo muy sensibles.
El objetivo de la invención puede lograrse
analizando el estado de metilación de los dinucleótidos CpG en la
secuencia genómica de acuerdo con la SEC ID N.º: 1 y las secuencias
complementarias a la misma. La SEC ID N.º: 1 describe el gen EYA4 y
su promotor y elementos reguladores, donde dicho fragmento comprende
los dinucleótidos CpG que muestran un patrón de metilación
específico de la enfermedad. El patrón de metilación del gen EYA4 y
su promotor y elementos reguladores no se habían analizado hasta la
fecha con respecto a los trastornos de proliferación celular.
Debido a la degeneración del código genético, la secuencia que se
identifica en la SEC ID N.º: 1 debería interpretarse como que
incluye todas las secuencias sustancialmente similares y
equivalentes aguas arriba de la región del promotor de un gen que
codifica un polipéptido con la actividad biológica del que codifica
EYA4.
En una realización preferida del procedimiento,
el objetivo de la invención se logra analizando un ácido nucleico
que comprende una secuencia de al menos 18 bases de longitud de
acuerdo con una de la SEC ID N.º: 2 a la SEC ID N.º: 5 y las
secuencias complementarias a las mismas.
Las secuencias de las SEC ID N.º: 2 a 5
proporcionan versiones modificadas del ácido nucleico de acuerdo con
la SEC ID N.º: 1, donde la conversión de dicha secuencia produce la
síntesis de un ácido nucleico que tiene una secuencia que es única
y diferente de la de la SEC ID N.º: 1 de la forma siguiente (véase
también la siguiente Tabla 1): la SEC ID N.º: 1 es la hebra de ADN
codificante del gen EYA4 y su promotor y elementos reguladores; la
SEC ID N.º: 2 es la SEC ID N.º: 1 convertida, en la que "C" se
ha convertido en "T," pero "cp." sigue siendo "cp."
(es decir, corresponde a un caso en el que, para la SEC ID N.º: 1,
todos los restos "C" de las secuencias de dinucleótidos cpo
están metilados y por lo tanto no se convierten); la SEC ID N.º: 3
es la complementaria de la SEC ID N.º: 1, en la que "C" se ha
convertido en "T," pero "cp." sigue siendo "cp." (es
decir, corresponde a un caso en el que, para la hebra
complementaria (hebra no codificante) de la SEC ID N.º: 1, todos los
restos "C" de las secuencias de dinucleótidos cpo están
metilados y por ello no se convierten); la SEC ID N.º: 4, es la SEC
ID N.º: 1 convertida, en la que "C" se ha eliminado de todos
los restos "C", incluidos los de las secuencias de
dinucleótidos "cp." (es decir, corresponde a un caso en el que,
para la SEC ID N.º: 1, todos los restos "C" de las secuencias
de dinucleótidos cpo, no están metilados); la SEC ID N.º: 5 es la
complementaria de la SEC ID N.º: 1, en la que "C" se ha
eliminado para todos los restos "C", incluidos los de las
secuencias de dinucleótidos "CpG" (es decir, corresponde a un
caso en el que, para la hebra complementaria (hebra no codificante)
de la SEC ID N.º: 1, todos los restos "C" de las secuencias de
dinucleótidos CpG no están metilados).
De forma significativa, hasta la fecha, las
secuencias de ácidos nucleicos y las moléculas de acuerdo con la
SEC ID N.º: 1 a la SEC ID N.º: 5 no habían sido implicadas ni se
había encontrado conexión con la determinación de trastornos
proliferativos de las células de colon.
La invención descrita revela además un
oligonucleótido u oligómero para detectar el estado de metilación de
las citosinas en el ADN pretratado, de acuerdo con la SEC ID N.º: 2
a la SEC ID N.º: 5. Dicho oligonucleótido u oligómero comprende una
secuencia de ácido nucleico que tiene una longitud al menos nueve
(9) nucleótidos que se hibrida, en condiciones moderadamente
restrictivas o restrictivas (tal como se definen anteriormente), a
una secuencia de ácido nucleico pretratada de acuerdo con la SEC ID
N.º: 2 a la SEC ID N.º: 5 y/o secuencias complementarias a
ellas.
Así, la presente invención incluye moléculas de
ácidos nucleicos (por ejemplo, moléculas de oligonucleótidos y de
ácido nucleico peptídico (PNA) (oligómeros de PNA)) que se hibridan
en condiciones de hibridación moderadamente estrictas y/o estrictas
a todas o a parte de las secuencias de las SEC ID N.º: 2 a 5, o a
las complementarias de las mismas. La porción que se hibrida de los
ácidos nucleicos que se hibridan habitualmente es de al menos 9,
15, 20, 25, 30 ó 35 nucleótidos de longitud. Sin embargo, las
moléculas más largas tienen utilidad inventiva, y por lo tanto
están dentro del alcance de la presente invención.
Preferiblemente, la porción que se hibrida de
los ácidos nucleicos que se hibridan de la invención es idéntica en
al menos un 95%, o al menos un 98%, o un 100% a la secuencia, o a
una porción de la misma de las SEC ID N.º: 2 a 5, o a las
complementarias de las mismas.
Los ácidos nucleicos que se hibridan del tipo
que se describe en el presente documento pueden usarse, por
ejemplo, como cebador (por ejemplo, un cebador de PCR), o una sonda
o cebador de diagnóstico y/o pronóstico. Preferiblemente, la
hibridación de la sonda oligonucleotídica a una muestra de ácido
nucleico se realiza en condiciones estrictas y la sonda es 100%
idéntica a la secuencia diana. La estabilidad de la molécula
bicatenaria o híbrido de ácido nucleico se expresa en términos de
la temperatura de fusión o Tm, que es la temperatura a la que la
sonda se disocia de un ADN diana. Esta temperatura de fusión se usa
para definir las condiciones estrictas necesarias.
Para las secuencias diana que están relacionadas
y son sustancialmente idénticas a las de la secuencia
correspondiente de la SEC ID N.º: 1 (tales como variantes alélicas
y SNP de EYA41), en lugar de idénticas, es de utilidad establecer
primero la menor temperatura a la que se produce sólo una
hibridación homóloga con una concentración particular de sal (por
ejemplo, SSC o SSPE). Después, asumiendo que un 1% de emparejamiento
incorrecto provoca un descenso de 1ºC de la Tm, la temperatura del
lavado final en la reacción de hibridación se reduce en consecuencia
(por ejemplo, si se buscan secuencias que tengan una identidad >
95% con la sonda, la temperatura del lavado final disminuye en
5ºC). En la práctica, el cambio de la Tm puede estar entre 0,5ºC y
1,5ºC por cada 1% de emparejamiento incorrecto.
Los ejemplos de oligonucleótidos de la invención
de longitud X (en nucleótidos), que como indican las posiciones de
los polinucleótidos con respecto, por ejemplo, a la SEC ID N.º: 1,
incluyen los que corresponden a conjuntos de oligonucleótidos que
se superponen consecutivamente de longitud X, en los que los
oligonucleótidos de cada conjunto que se superpone consecutivamente
(que corresponde a un valor de X dado) se definen como el conjunto
finito de oligonucleótidos Z con las posiciones de los
nucleótidos:
n a (n + (X-1));
donde n = 1, 2, 3, ...
(Y-(X-1));
donde Y es igual a la longitud (nucleótidos o
pares de bases) de la SEC ID N.º: 1;
donde X es igual a la longitud común (en
nucleótidos) de cada oligonucleótido del conjunto (por ejemplo X =
20 para un conjunto de 20-meros que se superponen
consecutivamente); y
donde el número (Z) de oligómeros que se
superponen consecutivamente de longitud X para una SEC ID N.º dada
de longitud Y es igual a Y-(X-1). Por ejemplo Z =
2,785-19 = 2,766 ya sea para conjuntos codificantes
o no codificantes de la SEC ID N.º: 1, donde X = 20.
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Preferiblemente, el conjunto se limita a
aquellos oligómeros que comprenden al menos un dinucleótido CpG,
TpG o CpA.
La presente invención engloba para cada una de
las SEC ID N.º: 2 a 5 (codificante y no codificante), múltiples
conjuntos de oligonucleótidos u oligonucleótidos modificados que se
superponen consecutivamente de longitud X, donde por ejemplo, X =
9, 10, 17, 20, 22, 23, 25, 27, 30 ó 35 nucleótidos.
Los oligonucleótidos u oligómeros de acuerdo con
la presente invención constituyen herramientas eficaces de utilidad
para establecer los parámetros genéticos y epigenéticos de la
secuencia genómica que corresponde a la SEC ID N.º: 1. Los
conjuntos preferidos de dichos oligonucleótidos o de
oligonucleótidos modificados de longitud X son los conjuntos de
oligómeros que se superponen consecutivamente que corresponden a las
SEC ID N.º: 1-5 (y a las complementarias de la
misma). Preferiblemente, dichos oligómeros comprenden al menos un
dinucleótido CpG, TpG o CpA. En esos conjuntos preferidos se
incluyen los oligómeros preferidos que corresponden a las SEC ID
N.º: 11 a SEC ID N.º: 15.
Los oligonucleótidos u oligómeros
particularmente preferidos de acuerdo con la presente invención son
aquellos en los que la citosina de las secuencias de dinucleótidos
CpG (o de los dinucleótidos TpG o CpA convertidos correspondientes)
están en el tercio medio del oligonucleótido; es decir, cuando el
oligonucleótido, por ejemplo, tiene 13 bases de longitud, el
dinucleótido CpG, TpG o CpA está situado entre los nucleótidos cinco
a nueve del extremo 5'.
Los oligonucleótidos de la invención también
pueden modificarse enlazando químicamente el oligonucleótido a uno
o más restos o conjugados para potenciar la actividad, estabilidad o
detección del oligonucleótido. Dichos restos o conjugados incluyen
cromóforos, fluoróforos. Los lípidos tales como colesterol, ácido
cólico, tioéter, cadenas alifáticas, fosfolípidos, poliaminas,
polietilenglicol, (PEG), restos de palmitilo y otros se describen
por ejemplo, en las patentes de Estados Unidos número 5.514.758,
5.565.552, 5.567.810, 5.574.142, 5.585.481, 5.587.371, 5.597.696 y
5.958.773. Las sondas también pueden existir en forma de un PNA
(ácido nucleico peptídico) que tiene propiedades de emparejamiento
particularmente preferidas. Así, el oligonucleótido puede incluir
otros grupos anexos tales como péptidos, y puede incluir agentes de
escisión activados por la hibridación (Krol y cols. BioTechniques
6: 958-976, 1988) o agentes intercalantes (Zon,
Pharm. Res. 5: 539-549, 1988). Con este fin, el
oligonucleótido puede conjugarse con otra molécula, por ejemplo, un
cromóforo, fluoróforo, péptido, agente de reticulación activado por
hibridación, agente de transporte, agente de escisión activado por
hibridación, etc.
El oligonucleótido también puede comprender al
menos un resto de azúcar y/o base modificados reconocidos en la
técnica, o pueden comprender un esqueleto modificado o enlace
internucleosídico no natural.
Los oligómeros de acuerdo con la presente
invención se usan normalmente en los denominados "conjuntos"
que contienen al menos un oligómero para el análisis de cada uno de
los dinucleótidos CpG de una secuencia genómica que comprende la
SEC ID N.º: 1 y las secuencias complementarias de la misma o su
dinucleótido CG, TG o CA correspondiente dentro de los ácidos
nucleicos pretratados de acuerdo con la SEC ID N.º: 2 a la SEC ID
N.º: 5 y las secuencias complementarias a las mismas. Se prefiere
un conjunto que contiene al menos un oligómero para cada uno de los
dinucleótidos CpG del gen EYA4 y su promotor y elementos reguladores
tanto en la versión pretratada como genómica de dicho gen, las SEC
ID N.º: 2 a 5 y la SEC ID N.º: 1, respectivamente. Sin embargo, se
anticipa que por factores económicos u otros puede ser preferible
analizar una selección limitada de los dinucleótidos CpG de dichas
secuencias y el contenido del conjunto de oligonucleótidos debería
alterarse en consecuencia. Por lo tanto, la presente invención se
refiere además a un conjunto al menos 3 n (oligonucleótidos y/o
PNA-oligómeros) que se usan para detectar el estado
de metilación de las citosinas en ADN genómico pretratado (SEC ID
N.º: 2 a SEC ID N.º: 5 y las secuencias complementarias a las
mismas) y ADN genómico (SEC ID N.º: 1 y secuencias complementarias
a la misma). Estas sondas posibilitan el diagnóstico y/o el
tratamiento de los parámetros genéticos y epigenéticos de
trastornos de proliferación celular. El conjunto de oligómeros
también puede usarse para detectar polimorfismos de un único
nucleótido (SNP) en ADN genómico pretratado (SEC ID N.º: 2 a SEC ID
N.º: 5, y secuencias complementarias a las mismas ) y ADN genómico
(SEC ID N.º: 1 y secuencias complementarias a la misma).
Además, la presente invención pone a disposición
un conjunto de al menos dos oligonucleótidos que pueden usarse como
lo que se denomina "cebadores oligonucleotídicos" para
amplificar secuencias de ADN de una de las SEC ID N.º: 1 a SEC ID
N.º: 5 y secuencias complementarias a las mismas, o segmentos de las
mismas.
En el caso de los conjuntos de oligonucleótidos
de acuerdo con la presente invención, se prefiere que al menos uno
y más preferiblemente todos los miembros del conjunto de
oligonucleótidos estén unidos a una fase sólida.
De acuerdo con la presente invención, se
prefiere que una micromatriz de diferentes oligonucleótidos y/u
oligómeros de PNA (denominada "matriz") puestos a disposición
por la presente invención esté presente de forma que estén también
unidos a una fase sólida. Esta matriz de diferentes secuencias de
oligonucleótidos y/o oligómeros PNA puede caracterizarse porque su
distribución en la fase sólida esté en forma de una retícula
rectangular o hexagonal. La superficie de la fase sólida
preferiblemente está compuesta por silicio, vidrio, poliestireno,
aluminio, acero, hierro, cobre, níquel, plata u oro. Sin embargo,
también puede usarse nitrocelulosa así como plásticos tales como
nylon que pueden existir en forma de glóbulos o también en forma de
matrices de resina.
Por lo tanto, un objetivo adicional de la
presente invención es un procedimiento para fabricar una matriz
fijada sobre un material transportador para el análisis relacionado
con trastornos de proliferación celular, procedimiento en el que al
menos un oligómero de acuerdo con la presente invención está
acoplado a una fase sólida. Los procedimientos para fabricar dichas
matrices se conocen, por ejemplo, a partir de la patente de Estados
Unidos 5.744.305 mediante reacciones químicas en fase sólida y
grupos protectores fotolábiles.
Un objetivo adicional de la presente invención
se refiere a un microchip de ADN para el análisis de trastornos de
proliferación celular. Los microchips de ADN son chips que se
conocen, por ejemplo, a partir de la patente de Estados Unidos
5.837.832.
La invención que se describe proporciona además
una composición de materia de utilidad para detectar, diferenciar y
distinguir entre los trastornos proliferativos de las células de
colon. Dicha composición que comprende al menos un ácido nucleico
de 18 pares de bases de longitud de un segmento de la secuencia de
ácido nucleico que se describe en las SEC ID N.º: 2 a 5, y una o
más sustancias que se toman del grupo que comprende:
cloruro de magnesio 1-5 mM, dNTP
100-500 \muM, 0,5-5 unidades de
taq polimerasa, albúmina de suero bovina, un oligómero en
particular un oligonucleótido o un oligómero de ácido nucleico
peptídico PNA, comprendiendo dicho oligómero en cada caso al menos
una secuencia de bases que tiene una longitud de al menos 9
nucleótidos que es complementaria, o se hibrida en condiciones
moderadamente restrictivas o restrictivas a un ADN genómico
pretratado de acuerdo con una de la SEC ID N.º: 2 a la SEC ID N.º: 5
y secuencias complementarias a las mismas. Se prefiere que dicha
composición de materia comprenda una solución tampón apropiada para
la estabilización de dicho ácido nucleico en una solución acuosa y
que permita reacciones basadas en la polimerasa en dicha solución.
Los tampones apropiados son conocidos en la técnica y están
disponibles comercialmente.
La presente invención proporciona además un
procedimiento para realizar un ensayo para determinar los parámetros
genéticos y/o epigenéticos del gen EYA4 y su promotor y elementos
reguladores. Lo más preferiblemente, el ensayo de acuerdo con el
siguiente procedimiento se usa para detectar la metilación en el gen
EYA4 en el que dichos ácidos nucleicos metilados están presentes en
una solución que además comprende un exceso de ADN de fondo, en el
que el ADN de fondo está presente de 100 a 1000 veces la
concentración del ADN a detectar. Dicho procedimiento que comprende
poner en contacto una muestra de ácido nucleico obtenida de dicho
sujeto con al menos un reactivo o una serie de reactivos, en el que
dicho reactivo o series de reactivos, distingue entre los
dinucleótidos CpG metilados y no metilados en el ácido nucleico
diana.
Preferiblemente, dicho procedimiento comprende
las siguientes etapas: en la primera etapa, se obtiene una muestra
del tejido a analizar. La fuente puede ser cualquier fuente
adecuada, preferiblemente, la fuente de la muestra se selecciona
del grupo que consiste en cortes histológicos, biopsias, tejido
embebido en parafina, fluidos corporales, plasma, suero, heces,
orina, sangre, y combinaciones de los mismos. Preferiblemente, la
fuente es biopsias, fluidos corporales, orina, o sangre.
Después se aísla el ADN de la muestra. La
extracción puede realizarse por medios que son estándar para una
persona de experiencia en la técnica, que incluyen el uso de lisados
con detergente, ultrasonidos y agitación en vórtice con perlas de
vidrio. Una vez se han extraído los ácidos nucleicos, se usa el ADN
bicatenario genómico en el análisis.
En la segunda etapa del procedimiento, la
muestra de ADN genómico se trata de tal forma que las bases de
citosina que no están metiladas en la posición 5' se convierten en
uracilo, timina, u otra base que sea diferente a la citosina en
términos de comportamiento de hibridación. Esto se entenderá como
"pretratamiento" en el presente documento.
El tratamiento del ADN genómico descrito
anteriormente preferiblemente se realiza con bisulfito
(hidrogenosulfito, disulfito) y posterior hidrólisis alcalina que
provoca una conversión de las nucleobases de citosina no metiladas
a uracilo o a otra base que es diferente de citosina en términos de
comportamiento de emparejamiento. El ADN a analizar se incluye en
una matriz de agarosa, previniendo de ese modo la difusión y
renaturalización del ADN (el bisulfito solo reacciona con ADN
monocatenario), y se sustituyen todas las etapas de precipitación y
purificación por diálisis rápida (Olek A, y cols., A modified and
improved method for bisulfite based cytosine methylation analysis,
Nucleic Acids Res. 24: 5064-6, 1996). Se prefiere
además que el tratamiento con bisulfito se realice en presencia de
una trampa de radicales o de un agente desnaturalizador de ADN.
En la tercera etapa del procedimiento, se
amplifican los fragmentos del ADN pretratado. Cuando la fuente del
ADN es ADN libre proveniente de suero, o ADN que se extrae de
parafina se prefiere particularmente que el tamaño del fragmento
amplificado esté entre 100 y 200 pares de bases de longitud, y
cuando dicha fuente de ADN se extraiga de fuentes celulares (por
ejemplo tejidos, biopsias, líneas celulares) se prefiere que el
amplificado esté entre 100 y 350 pares de bases de longitud. Se
prefiere particularmente que dichos amplificados comprendan al
menos una secuencia de 20 pares de bases que comprenda al menos tres
dinucleótidos CpG. Dicha amplificación se realiza usando conjuntos
de cebadores oligonucleotídicos de acuerdo con la presente
invención, y preferiblemente una polimerasa termoestable. La
amplificación de varios segmentos de ADN puede realizarse de forma
simultánea en un recipiente de reacción único, en una realización
del procedimiento preferiblemente se amplifican de forma simultánea
seis o más fragmentos. Habitualmente, la amplificación se realiza
usando una reacción en cadena de la polimerasa (PCR). El conjunto
de cebadores oligonucleotídicos incluye al menos dos
oligonucleótidos cuyas secuencias son cada una complementaria
inversa, idéntica o se hibrida en condiciones estrictas o muy
estrictas a un segmento de al menos 18 pares de bases de longitud de
las secuencias de bases de la SEC ID N.º: 2 a la SEC ID N.º: 5 y
las secuencias complementarias a las mismas.
En una realización alternativa del
procedimiento, el estado de metilación de las posiciones de CpG
preseleccionadas de las secuencias de ácidos nucleicos que
comprenden la SEC ID N.º: 2 a la SEC ID N.º: 5 puede detectarse
usando cebadores oligonucleotídicos específicos para la metilación.
Esta técnica (MSP) se ha descrito en la patente de Estados Unidos
n.º 6.265.171 de Herman. El uso de cebadores específicos del estado
de metilación para la amplificación de ADN tratado con bisulfito
permite diferenciar entre los ácidos nucleicos metilados y no
metilados. Los pares de cebadores de MSP contienen al menos un
cebador que se hibrida a un dinucleótido CpG tratado con bisulfito.
Por lo tanto, la secuencia de dichos cebadores comprende al menos un
dinucleótido CpG, TpG o CpA. Los cebadores de MSP específicos para
el ADN no metilado contienen una "T" en la posición 3' de la
posición C del CpG. Preferiblemente, por lo tanto, es necesario que
la secuencia de bases de dichos cebadores comprenda una secuencia
que tenga una longitud de al menos 18 nucleótidos que se hibrida a
una secuencia de ácido nucleico pretratada de acuerdo con la SEC ID
N.º: 2 a la SEC ID N.º: 5 y secuencias complementarias a las
mismas, en las que la secuencia de bases de dichos oligómeros
comprende al menos un dinucleótido CpG, TpG o CpA. En esta
realización del procedimiento de acuerdo con la invención, se
prefiere particularmente que los cebadores de MSP comprendan entre
2 y 4 dinucleótidos CpG, TpG o CpA. Se prefiere además que dichos
dinucleótidos estén situados en la mitad 3' del cebador por ejemplo
cuando un cebador tiene 18 bases de longitud los dinucleótidos
especificados están situados en las primeras 9 bases a partir del
extremo 3' de la molécula. Además de los dinucleótidos CpG, TpG o
CpA se prefiere también que dichos cebadores comprendan además
varias bases convertidas mediante bisulfito (es decir citosina
convertida en timina, o en la hebra que se hibrida, guanina
convertida en adenosina). En una realización preferida adicional
dichos cebadores se diseñan de forma que comprendan no más de 2
bases de citosina o guanina.
En una realización del procedimiento, los
cebadores pueden seleccionarse a partir del grupo que consiste en
las SEC ID N.º: 6 a SEC ID N.º: 10.
Los fragmentos que se obtienen mediante la
amplificación pueden portar un marcador detectable de forma directa
o indirecta. Se prefieren los marcadores que son marcadores
fluorescentes, radionúclidos o fragmentos de moléculas escindibles
que tienen una masa típica que puede detectarse en un espectrómetro
de masas. Cuando dichos marcadores son marcadores másicos, se
prefiere que los amplificados marcados tengan una única carga neta
positiva o negativa, que permite una mejor detección en el
espectrómetro de masas. La detección puede realizarse y visualizarse
mediante, por ejemplo, espectrometría de masas con
desorción/ionización por láser asistida por matriz (MALDI) o usando
espectrometría de masas por electrospray (IES).
La espectrometría de masas con
desorción/ionización por láser asistida por matriz (MALDI- TOF) es
un desarrollo muy eficaz para el análisis de biomoléculas (Karas y
Hillenkamp, Anal Chem., 60: 2299-301, 1988). Un
analito se embebe en una matriz que absorbe la luz. La matriz se
evapora mediante un pulso de láser corto transportando así la
molécula de analito a la fase de vapor de forma no fragmentada. El
analito se ioniza mediante colisiones con las moléculas de la
matriz. La aplicación de un voltaje acelera los iones en un tubo de
vuelo sin campo. Debido a sus diferentes masas, los iones se
aceleran a velocidades diferentes. Los iones más pequeños alcanzan
el detector más pronto que los más grandes. La espectrometría
MALDI-TOF es muy adecuada para el análisis de
péptidos y proteínas. El análisis de ácidos nucleicos es algo más
difícil (Gut & Beck, Current Innovations and Future Trends, 1
:147-57, 1995). La sensibilidad con respecto al
análisis de ácidos nucleicos es aproximadamente 100 veces menor que
para los péptidos, y disminuye de forma no proporcional al aumentar
el tamaño del fragmento. Además, para los ácidos nucleicos que
tienen un esqueleto con múltiples cargas negativas, el proceso de
ionización mediante la matriz es considerablemente menos eficaz. En
la espectrometría MALDI-TOF, la selección de la
matriz desempeña un papel eminentemente importante. Para la
desorción de péptidos, se han encontrado varias matrices que
producen una cristalización muy fina. Actualmente existen varias
matrices sensibles para el ADN, sin embargo, no se ha reducido la
diferencia de sensibilidad entre los péptidos y los ácidos
nucleicos. Esta diferencia de sensibilidad puede reducirse, sin
embargo, modificando químicamente el ADN de tal modo que se vuelva
más similar a un péptido. Por ejemplo, los ácidos nucleicos de
fosforotioato, en los que los fosfatos habituales del esqueleto se
sustituyen por tiofosfatos, pueden convertirse en un ADN con carga
neutra usando reacciones de alquilación simples (Gut & Beck,
Nucleic Acid Res. 23: 1367-73, 1995). El
acoplamiento de un marcador con carga a este ADN modificado provoca
un aumento de la sensibilidad de MALDI-TOF al mismo
nivel que el que se encuentra para los péptidos. Una ventaja
adicional del marcado con cargas es la mayor estabilidad del
análisis contra impurezas que hacen la detección de los sustratos
no modificados considerablemente más difícil.
En una realización particularmente preferida del
procedimiento, la amplificación de la etapa tres se realiza en
presencia de al menos una especie de oligonucleótidos bloqueantes.
El uso de dichos oligonucleótidos bloqueantes ha sido descrito por
Yu y cols., Biotechniques 23: 714-720, 1997. El uso
de oligonucleótidos bloqueantes posibilita una mejor especificidad
de la amplificación de una subpoblación de ácidos nucleicos. Las
sondas bloqueantes hibridadas a un ácido nucleico suprimen, o
dificultan la amplificación mediada por polimerasa de dicho ácido
nucleico. En una realización del procedimiento, los oligonucleótidos
bloqueantes se diseñan para que se hibriden al ADN de fondo. En
otra realización del procedimiento, dichos oligonucleótidos se
diseñan para que dificulten o supriman la amplificación de ácidos
nucleicos no metilados en vez de los ácidos nucleicos metilados o
viceversa.
Los oligonucleótidos de las sondas bloqueantes
se hibridan al ácido nucleico tratado con bisulfito de forma
concurrente a los cebadores de la PCR. La amplificación por PCR del
ácido nucleico se termina en la posición 5' de la sonda bloqueante,
de tal forma que la amplificación de un ácido nucleico se suprime
donde están presentes las secuencias complementarias de la sonda
bloqueante. Las sondas pueden diseñarse para hibridarse al ácido
nucleico tratado con bisulfito de una forma específica del estado de
metilación. Por ejemplo, para la detección de los ácidos nucleicos
metilados dentro de una población de ácidos nucleicos no metilados,
la supresión de la amplificación de ácidos nucleicos que no están
metilados en la posición en cuestión podría realizarse mediante el
uso de sondas bloqueantes que comprenden un "lpG" en la
posición en cuestión, en vez de un "CpG": en una realización
del procedimiento la secuencia de dichos oligonucleótidos
bloqueantes debería ser idéntica o complementaria a una molécula
que es complementaria o idéntica a una secuencia de al menos 18
pares de bases de longitud que se selecciona del grupo que consiste
en las SEC ID N.º: 2 a 5, que preferiblemente comprende uno o más
dinucleótidos CpG, TpG o CpA. En una realización del procedimiento,
la secuencia de dichos oligonucleótidos se selecciona del grupo
constituido por la SEC ID N.º: 15 y la SEC ID N.º: 16 y secuencias
complementarias a las mismas.
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Para los procedimientos de PCR usando
oligonucleótidos bloqueantes, la alteración eficaz de la
amplificación mediada por polimerasa requiere que los
oligonucleótidos bloqueantes no sean elongados por la polimerasa.
Preferiblemente, esto se logra usando bloqueantes que son
3'-desoxioligonucleótidos u oligonucleótidos
derivatizados en la posición 3' con un grupo distinto de un
hidroxilo libre. Por ejemplo, los oligonucleótidos
3'-O-acetilo son representativos de
una clase preferida de molécula bloqueante.
Además, debería excluirse la descomposición
mediada por polimerasa de los oligonucleótidos bloqueantes.
Preferiblemente, dicha exclusión comprende o bien el uso de una
polimerasa que carece de la actividad de 5' a 3', o el uso de
oligonucleótidos bloqueantes modificados que tienen, por ejemplo,
puentes tioato en los extremos 5' de los mismos que hacen que la
molécula de bloqueante sea resistente a nucleasas. Las aplicaciones
particulares pueden no requerir dichas modificaciones en 5' del
bloqueante. Por ejemplo, si los sitios de unión del bloqueante y
cebador se superponen, excluyendo de ese modo la unión del cebador
(por ejemplo, con un exceso de bloqueante), la degradación del
oligonucleótido bloqueante se excluirá de forma sustancial. Esto es
debido a que la polimerasa no extenderá el cebador hacia y a través
(en la dirección 5'-3') del bloqueante - un proceso
que normalmente provoca la degradación del oligonucleótido
bloqueante hibridado.
Una realización particularmente preferida de
bloqueante/PCR, para los fines de la presente invención y tal y
como se implementa en el presente documento, comprende el uso de
oligómeros de ácido nucleico peptídico (PNA) como oligonucleótidos
bloqueantes. Dichos PNA bloqueantes son perfectamente adecuados,
porque ni se descomponen ni son extendidos por la polimerasa.
En una realización del procedimiento, el sitio
de unión del oligonucleótido bloqueante es idéntico, o está
superpuesto al del cebador y de ese modo impide la hibridación del
cebador a su sitio de unión. En una realización del procedimiento
preferida adicional, se usan dos o más de dichos oligonucleótidos
bloqueantes. En una realización particularmente preferida, la
hibridación de uno de los oligonucleótidos bloqueantes impide la
hibridación de un cebador directo, y la hibridación de otro de los
oligonucleótidos de sonda (bloqueante) impide la hibridación de un
cebador inverso que se une al producto amplificado de dicho cebador
directo.
En una realización alternativa del
procedimiento, el oligonucleótido bloqueante se hibrida a un lugar
entre las posiciones de los cebadores inverso y directo del ADN de
fondo tratado, dificultando de ese modo la elongación de los
cebadores oligonucleotídicos.
Se prefiere particularmente que los
oligonucleótidos bloqueantes estén presentes en una concentración de
al menos 5 veces la de los cebadores.
En la cuarta etapa del procedimiento, los
amplificados obtenidos durante la tercera etapa del procedimiento
se analizan para poder establecer el estado de metilación de los
dinucleótidos CpG antes del tratamiento.
En realizaciones donde los amplificados se
obtienen mediante amplificación por MSP y/u oligonucleótidos
bloqueantes, la presencia o ausencia de un amplificado es en sí
misma indicativa del estado de metilación de las posiciones CpG que
cubren los cebadores y/o el oligonucleótido bloqueante, de acuerdo
con las secuencias de bases de los mismos. Para esta detección
pueden usarse todos los procedimientos biológicos moleculares
conocidos, que incluyen, pero sin limitación, electroforesis en
gel, secuenciación, cromatografía de líquidos, hibridaciones,
análisis por PCR en tiempo real o combinaciones de los mismos. Esta
etapa del procedimiento actúa además como un control cualitativo de
las etapas precedentes.
En la cuarta etapa del procedimiento los
amplificados obtenidos mediante PCR tanto estándar como específica
se analizan adicionalmente para determinar el estado de metilación
de CpG del ADN genómico aislado en la primera etapa del
procedimiento. Esto puede realizarse mediante procedimientos basados
en bases tales como, pero sin limitación, tecnología de matrices y
tecnologías basadas en sondas así como mediante técnicas tales como
secuenciación y extensión dirigida por plantillas.
En una realización del procedimiento, los
amplificados que se sintetizan en la etapa tres se hibridan
posteriormente en una matriz o un conjunto de oligonucleótidos y/o
sondas de PNA. En este contexto, la hibridación se produce del
siguiente modo: el conjunto de sondas que se usa para la hibridación
preferiblemente está compuesto por al menos 2 oligonucleótidos u
oligómeros PNA; en el proceso, los amplificados sirven de sondas que
se hibridan a los oligonucleótidos previamente unidos a una fase
sólida; los fragmentos no hibridados se eliminan posteriormente;
dichos oligonucleótidos contienen al menos una secuencia de bases
que tiene una longitud de al menos 9 nucleótidos que es
complementaria inversa o idéntica a un segmento de las secuencias de
bases que se especifican en la SEC ID N.º: 2 a la SEC ID N.º: 5; y
el segmento comprende al menos un dinucleótido CpG, TpG o CpA.
En una realización preferida, dicho dinucleótido
está presente en el tercio central del oligómero. Por ejemplo,
cuando el oligómero comprende un dinucleótido CpG, dicho
dinucleótido es preferiblemente del quinto al noveno nucleótido a
partir del extremo 5' de un 13-mero. Existe un
oligonucleótido para el análisis de cada dinucleótido CpG dentro de
la secuencia de acuerdo con la SEC ID N.º: 1, y las posiciones
equivalentes dentro de las SEC ID N.º: 2 a 5. Dichos
oligonucleótidos también pueden estar presentes en forma de ácidos
nucleicos peptídicos. Los amplificados no hibridados se eliminan
después. Los amplificados hibridados se detectan. En este contexto,
se prefiere que los marcadores unidos a los amplificados puedan
identificarse en cada posición de la fase sólida en la que se
localiza una secuencia oligonucleotídica.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Todavía en una realización adicional del
procedimiento, puede determinarse el estado de metilación genómico
de las posiciones CpG mediante sondas oligonucleotídicas que se
hibridan al ADN tratado con bisulfito de forma concurrente con los
cebadores de amplificación de la PCR (donde dichos cebadores pueden
ser específicos de metilación o estándar).
Una realización particularmente preferida de
este procedimiento es el uso de PCR cuantitativa en tiempo real con
base fluorescente (Heid y cols., Genome Res. 6:
986-994, 1996; véase también la patente de Estados
Unidos n.º 6.331.393). Hay dos realizaciones preferidas para
utilizar este procedimiento. Una realización, que se conoce como el
ensayo TaqMan^{TM} emplea una sonda oligonucleotídica fluorescente
con marcado dual. La reacción por PCR TaqMan^{TM} emplea el uso
de un oligonucleótido no extensible interrogante, que se denomina
sonda TaqMan^{TM}, que está diseñada para hibridarse con una
secuencia rica en GpC localizada entre los cebadores de
amplificación directo e inverso. La sonda TaqMan^{TM} comprende
además un "resto testigo" fluorescente y un "resto
inactivador" unidos covalentemente a restos de enlace (por
ejemplo, fosforamiditas) unidas a los nucleótidos del
oligonucleótido TaqMan^{TM}. Las sondas hibridadas son desplazadas
y descompuestas por la polimerasa de la reacción de amplificación
que produce de ese modo un aumento de la fluorescencia. Para el
análisis de la metilación de los ácidos nucleicos posterior al
tratamiento con bisulfito, es necesario que la sonda de metilación
sea específica, tal como se describe en la patente de Estados Unidos
n.º 6.331.393, también conocida como ensayo MethylLight. La segunda
realización preferida de esta tecnología es el uso de tecnología de
doble sonda (Light-cycler®), cada una de las cuales
porta restos donantes o receptores fluorescentes, donde la
hibridación de las dos sondas cerca la una de la otra es indicada
por un aumento de los cebadores de amplificación fluorescentes.
Ambas técnicas pueden adaptarse de una forma adecuada para usar con
ADN tratado con bisulfito, y además para el análisis de la
metilación en los dinucleótidos CpG.
En una realización preferida adicional del
procedimiento, la cuarta etapa del procedimiento comprende el uso
de la extensión de oligonucleótidos dirigida mediante plantillas,
tal como MS-SNuPE como describen Gonzalgo &
Jones, Nucleic Acids Res. 25: 2529-2531, 1997. En
dicha realización se prefiere que el cebador
Ms-SNuPE sea idéntico o complementario a una
secuencia de al menos nueve pero preferiblemente no más de
veinticinco nucleótidos de longitud de una o más de las secuencias
que se toman del grupo de la SEC ID N.º: 2 a la SEC ID N.º: 5.
Todavía en una realización adicional del
procedimiento, la cuarta etapa del procedimiento comprende la
secuenciación y posterior análisis de la secuencia del amplificado
generado en la tercera etapa del procedimiento (Sanger F. y cols.,
Proc Natl Acad Sci USA 74: 5463-5467, 1977).
Realizaciones adicionales de la invención
proporcionan un procedimiento para el análisis del estado de
metilación de ADN genómico de acuerdo con la invención (SEC ID N.º:
1) sin necesidad de pretratamiento.
En la primera etapa de dichas realizaciones
adicionales, la muestra de ADN genómico se aísla de las fuentes de
tejidos o células. Preferiblemente, dichas fuentes incluyen líneas
celulares, cortes histológicos, fluidos corporales, o tejido
embebido en parafina. La extracción puede realizarse por medios que
son estándar para una persona de experiencia en la técnica que
incluyen, pero sin limitación, el uso de lisados con detergente,
ultrasonidos y agitación en vórtice con perlas de vidrio. Una vez se
han extraído los ácidos nucleicos, se usa el ADN bicatenario
genómico en el análisis.
En una realización preferida, el ADN puede
escindirse antes del tratamiento, y esto puede realizarse por
cualquier medio estándar en el estado de la técnica, en particular
con endonucleasas de restricción sensibles a la metilación.
En la segunda etapa, el ADN después se digiere
con una o más enzimas de restricción sensibles a la metilación. La
digestión se realiza de tal forma que la hidrólisis del ADN en el
sitio de restricción es informativa del estado de metilación de un
dinucleótido CpG específico.
En la tercera etapa, que es opcional pero es una
realización preferida, los fragmentos de restricción se amplifican.
Esto preferiblemente se realiza usando una reacción en cadena de la
polimerasa, y dichos amplificados pueden portar marcadores
detectables adecuados tal como se describe anteriormente, en
concreto marcadores fluoróforos, radionúclidos y marcadores
másicos.
En la etapa final se detectan los amplificados.
La detección puede realizarse por cualesquiera medios estándar en
la técnica, por ejemplo, pero sin limitación, análisis por
electroforesis en gel, análisis de hibridación, incorporación de
marcadores detectables en los productos de la PCR, análisis mediante
matrices de ADN, análisis por MALDI o IES.
La presente invención posibilita el diagnóstico
y/o pronóstico de eventos que son desventajosos para pacientes o
individuos en los que pueden usarse importantes parámetros genéticos
y/o epigenéticos dentro del gen EYA4 y su promotor o elementos
reguladores como marcadores. Dichos parámetros obtenidos mediante la
presente invención pueden compararse con otro conjunto de
parámetros genéticos y/o epigenéticos, sirviendo las diferencias
como base para un diagnóstico y/o pronóstico de eventos que son
desventajosos para pacientes o individuos.
De forma específica, la presente invención
proporciona ensayos de diagnóstico y/o pronóstico del cáncer
basándose en la medición de la metilación diferencial de secuencias
de dinucleótidos CpG de EYA4. Las secuencias génicas preferidas de
utilidad para medir dicha metilación diferencial se representan en
el presente documento mediante las SEC ID N.º: 1 a 5.
Habitualmente, dichos ensayos implican obtener una muestra de tejido
de un tejido de prueba, realizar un ensayo para medir el estado de
metilación de al menos una de las secuencias de dinucleótidos CpG
específicas de EYA4 de la invención derivadas de la muestra de
tejido comparado con el de una muestra de control y hacer un
diagnóstico o pronóstico basándose en él.
En realizaciones preferidas particulares, se
usan oligómeros de la invención para evaluar el estado de metilación
de los dinucleótidos CpG específicos de EYA4, tales como los que se
basan las SEC ID N.º: 1 a 5, que incluyen los oligómeros preferidos
representativos que corresponden a las SEC ID N.º: 11 a 15, o
matrices de los mismos, así como un kit basado en ellos que es de
utilidad para el diagnóstico y/o pronóstico de cáncer y/u otros
trastornos de proliferación celular de próstata.
La presente invención además se refiere a un
agente de diagnóstico y/o a un agente terapéutico para el
diagnóstico y/o tratamiento de trastornos proliferativos de las
células de colon, estando caracterizado el agente de diagnóstico
y/o el agente terapéutico porque se usa al menos un cebador o sonda
basados en las SEC ID N.º: 1 a 5 para prepararlos, posiblemente
junto con aditivos y agentes auxiliares adecuados. En una
realización, el polipéptido EYA4 o un fragmento o derivado del
mismo pueden administrarse a un sujeto para tratar o prevenir los
cánceres de colon.
En otra realización, también puede administrarse
un vector capaz de expresar EYA4, o un fragmento o derivado del
mismo, a un sujeto para tratar o prevenir cánceres de colon.
En otra realización, pueden usarse agonistas que
son específicos para EYA4 para estimular o prolongar la actividad
de EYA4 y pueden administrarse a un sujeto para tratar o prevenir
cánceres de colon.
En otras realizaciones, pueden administrarse
cualquiera de las proteínas o vectores terapéuticos descritos
anteriormente combinados con otros agentes terapéuticos apropiados.
La selección de los agentes apropiados para usar en politerapia
puede realizarla una persona de experiencia ordinaria en la técnica,
de acuerdo con principios farmacéuticos convencionales. La
combinación de agentes terapéuticos puede actuar de forma sinérgica
para lograr el tratamiento o prevención de cáncer de colon. Usando
esta estrategia puede ser posible lograr eficacia terapéutica con
dosis menores de cada agente, reduciendo así los potenciales efectos
secundarios adversos.
Pueden usarse vectores de expresión que se
derivan de retrovirus, adenovirus, virus herpes o vaccinia o de
diversos plásmidos bacterianos para la administración de las
secuencias de nucleótidos al órgano, tejido o población celular
dianas.
Una realización adicional de la invención se
refiere a la administración de una composición farmacéutica, junto
con un vehiculo farmacéuticamente aceptable. Dichas composiciones
farmacéuticas pueden consistir en EYA4 o agonistas de EYA4. Las
composiciones pueden administrarse solas o combinadas con al menos
otro agente, tal como un compuesto estabilizante, que puede
administrarse en cualquier vehículo farmacéutico estéril,
biocompatible, que incluye, pero sin limitación, solución salina,
solución salina tamponada, dextrosa, y agua. Las composiciones
pueden administrarse a un paciente solas, o combinadas con otros
agentes, fármacos u hormonas.
Las composiciones farmacéuticas que se utilizan
en esta invención pueden administrarse por cualquier número de
vías, que incluyen, pero sin limitación, las vías oral, intravenosa,
intramuscular, intraarterial, intramedular, intratecal,
intraventricular, transdérmica, subcutánea, intraperitoneal,
intranasal, enteral, tópica, sublingual o rectal.
Además de los principios activos, estas
composiciones farmacéuticas pueden contener vehículos
farmacéuticamente aceptables que comprenden excipientes y
auxiliares que facilitan el procesamiento de los compuestos activos
dándoles forma de preparaciones que pueden usarse farmacéuticamente.
Detalles adicionales de las técnicas para la formulación y
administración pueden encontrarse en la última edición de
Remington's Pharmaceutical Sciences (Maack Publishing Co., Easton,
Pa.).
Además, un aspecto adicional de la presente
invención es un kit que comprende, por ejemplo: un reactivo que
contiene bisulfito así como al menos un oligonucleótido cuyas
secuencias en cada caso corresponden, son complementarias, o se
hibridan en condiciones estrictas o muy estrictas a un segmento de
18 bases de longitud de las secuencias de las SEC ID N.º: 1 a 5.
Dicho kit puede comprender además instrucciones para realizar y
evaluar el procedimiento descrito. En una realización preferida
adicional, dicho kit puede comprender además reactivos estándar para
realizar un análisis de la metilación específico de la posición de
CpG, en la que dicho análisis comprende una o más de las siguientes
técnicas: MS-SNuPE, MSP, MethyLight,
HeavyMethyl^{TM}, COBRA, y secuenciación de ácidos nucleicos. Sin
embargo, un kit al estilo de la presente invención también puede
contener solo parte de los componentes mencionados
anteriormente.
Los reactivos típicos (por ejemplo, tales como
los que pueden encontrarse en un kit basado en el COBRA habitual)
para el análisis por COBRA pueden incluir, pero sin limitación:
cebadores de PCR para un gen específico (o una secuencia de ADN o
isla de CpG alteradas por metilación); una enzima de restricción y
un tampón apropiado; un oligo de hibridación con el gen; un oligo
de hibridación con el control; un kit de marcado de cinasas para
una sonda de oligos; y nucleótidos radioactivos. Además, los
reactivos de conversión con bisulfito pueden incluir: tampón de
desnaturalización de ADN; tampón de sulfonación; reactivos o kits de
recuperación de ADN (por ejemplo, precipitación, ultrafiltración,
columna de afinidad); tampón de desulfonación; y componentes de
recuperación del ADN.
Los reactivos típicos (por ejemplo, tales como
los que pueden encontrarse en un kit basado en el MethyLight®
habitual) para el análisis por MethyLight® pueden incluir, pero sin
limitación: cebadores de PCR para un gen específico (o una
secuencia de ADN o isla de CpG alteradas por metilación); sondas de
TaqMan®; tampones de PCR y desoxinucleótidos optimizados; y
polimerasa Taq.
Los reactivos típicos (por ejemplo, tales como
los que pueden encontrarse en un kit basado en el
Ms-SNuPE habitual) para el análisis por
Ms-SNuPE pueden incluir, pero sin limitación:
cebadores de PCR para un gen específico (o una secuencia de ADN o
isla de CpG alteradas por metilación); tampones de PCR y
desoxinucleótidos optimizados; kit de extracción en gel; cebadores
de control positivo; cebadores de Ms-SNuPE para un
gen específico; tampón de reacción (para la reacción de
Ms-SNuPE); y nucleótidos radiactivos. Además, los
reactivos de conversión con bisulfito pueden incluir: tampón de
desnaturalización de ADN; tampón de sulfonación; reactivos o kits
de recuperación de ADN (por ejemplo, precipitación, ultrafiltración,
columna de afinidad); tampón de desulfonación; y componentes de
recuperación del ADN.
Los reactivos típicos (por ejemplo, tales como
los que pueden encontrarse en un kit basado en la MSP habitual)
para el análisis por MSP pueden incluir, pero sin limitación:
cebadores de PCR metilados y no metilados para un gen específico (o
una secuencia de ADN o isla de CpG alteradaa por metilación),
tampones de PCR y desoxinucleótidos optimizados y sondas
específicas.
\vskip1.000000\baselineskip
En el contexto de la presente invención, el
término "isla de CpG" se refiere a una región contigua de ADN
genómico que satisface los criterios de (1) tener una frecuencia de
dinucleótidos CpG que corresponde a una "proporción entre la
observada y la esperada" >0,6, y (2) que tiene un "contenido
en GC" > 0,5. Las islas de CpG son habitualmente, pero no
siempre, de entre aproximadamente 0,2 y aproximadamente 1 kb de
longitud.
En el contexto de la presente invención, el
término "estado de metilación" o "situación de metilación"
se refiere a la presencia o ausencia de
5-metilcitosina ("5-mCyt") en
uno o una pluralidad de dinucleótidos CpG en una secuencia de ADN.
Los estados de metilación en uno o más sitios de metilación
palindrómicos de CpG particulares (cada uno con dos secuencias de
dinucleótidos CpG) en una secuencia de ADN incluyen "no
metilado," "completamente metilado" y
"hemimetilado."
En el contexto de la presente invención, el
término "hemimetilación" se refiere al estado de metilación de
un sitio de metilación palindrónico de CpG, donde únicamente está
metilada una única citosina en una de las dos secuencias de
dinucleótidos CpG del sitio de metilación palindrómico de CpG (por
ejemplo, 5'-CCMGG-3' (hebra
superior): 3'-GGCC-5' (hebra
inferior)).
En el contexto de la presente invención, el
término "hipermetilación" se refiere al estado de metilación
medio que corresponde a una mayor presencia de
5-mCyt en uno o una pluralidad de dinucleótidos CpG
en una secuencia de ADN de una muestra de ADN de prueba, relativo a
la cantidad de 5-mCyt que se encuentra en
dinucleótidos CpG correspondientes en una muestra de ADN de control
normal.
En el contexto de la presente invención, el
término "hipometilación" se refiere al estado de metilación
medio que corresponde una menor presencia de 5-mCyt
en uno o una pluralidad de dinucleótidos CpG en una secuencia de
ADN de una muestra de ADN de prueba, relativa a la cantidad de
5-mCyt que se encuentra en dinucleótidos CpG
correspondientes en una muestra de ADN de control normal.
En el contexto de la presente invención, el
término "micromatriz" que se refiere de forma amplia tanto a
"micromatrices" de ADN como a "microchips de ADN" tal y
como se reconoce en la técnica, engloba todos los soportes sólidos
reconocidos en la técnica y engloba todos los procedimientos para
fijar moléculas de ácidos nucleicos a ellos o la síntesis de ácidos
nucleicos sobre ellos.
Los "parámetros genéticos" son las
mutaciones y el polimorfismo de genes y las secuencias que se
requieren además para su regulación. Se definen como mutaciones, en
particular, inserciones, deleciones, mutaciones puntuales,
inversiones y polimorfismos y, se prefieren particularmente, los SNP
(polimorfismos de nucleótido único).
Los "parámetros epigenéticos" son, en
particular, metilaciones de citosinas. Otros parámetros epigenéticos
incluyen, por ejemplo, la acetilación de histonas que, sin embargo,
no pueden analizarse directamente usando el procedimiento que se
describe pero que, a su vez, se correlaciona con la metilación del
ADN.
En el contexto de la presente invención, el
término "bisulfito reactivo" se refiere a un reactivo que
comprende bisulfito, disulfito, hidrogenosulfito o combinaciones de
los mismos, de utilidad tal como se describe en el presente
documento para distinguir entre las secuencias de dinucleótidos CpG
metilados y no metilados.
En el contexto de la presente invención, el
término "ensayo de metilación" se refiere a cualquier ensayo
para determinar el estado de metilación de una o más secuencias de
dinucleótidos CpG en una secuencia de ADN.
En el contexto de la presente invención, el
término "MS.AP-PCR", (Reacción en cadena de la
polimerasa cebada de forma arbitraria sensible a metilación) se
refiere a la tecnología reconocida en la técnica que permite un
barrido global del genoma usando cebadores ricos en CG para
concentrarse en las regiones que con mayor probabilidad contienen
dinucleótidos CpG y que describen Gonzalgo y cols., Cancer Research
57: 594-599, 1997.
En el contexto de la presente invención, el
término "MethyLight" se refiere a la técnica de PCR en tiempo
real con base fluorescente reconocida en la técnica que describieron
Eads y cols., Cancer Res. 59: 2302-2306, 1999.
En el contexto de la presente invención, el
término ensayo "HeavyMethyl^{TM}", en la realización de la
misma que se pone en práctica en el presente documento, se refiere
a un ensayo de MethylLight HeavyMethyl^{TM}, que es una variación
del ensayo MethylLight, en el que el ensayo MethylLight se combina
con sondas bloqueantes específicas de metilación que abarcan las
posiciones de CpG entre los cebadores de amplificación.
El término "Ms-SNuPE"
(extensión de un cebador nucleotídico único sensible a metilación)
se refiere al ensayo reconocido en la técnica que describen
Gonzalgo y Jones, Nucleic Acids Res. 25: 2529-2531,
1997.
El término "MSP" (PCR específica de
metilación) se refiere al ensayo de metilación reconocido en la
técnica que describen Herman y cols. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93:
9821-9826, 1996, y en la patente de Estados Unidos
5.786.146.
El término "COBRA" (Análisis de restricción
combinado con bisulfito) se refiere al ensayo de metilación
reconocido en la técnica que describen Xiong y Laird, Nucleic Acids
Res. 25: 2532-2534, 1997.
El término "hibridación" debe entenderse
como la unión de un oligonucleótido a una secuencia complementaria
al estilo de los emparejamientos de Watson y Crick de la muestra de
ADN, formando una estructura bicatenaria.
Las "condiciones de hibridación estrictas"
tal como se definen en el presente documento, implican la
hibridación a 68ºC en 5 x SSC / 5 x solución de Denhardt / 1,0% de
SDS y lavado en 0,2 x SSC / 0,1% de SDS a temperatura ambiente, o
equivalentes de los mismos reconocidos en la técnica (por ejemplo,
condiciones en las que se realiza una hibridación a 60ºC en 2,5 x
tampón SSC, seguido de varias etapas de lavado a 37ºC en una
concentración baja de tampón y permanece estable). Condiciones
moderadamente estrictas, tal como se definen en el presente
documento, implican incluir un lavado en 3 x SSC a 42ºC, o el
equivalente del mismo reconocido en la técnica. Los parámetros de
concentración salina y temperatura pueden variarse para lograr el
nivel de identidad óptimo entre la sonda y el ácido nucleico diana.
En la técnica existen directrices sobre dichas condiciones, por
ejemplo, de Sambrook y cols., 1989, Molecular Cloning, A Laboratory
Manual, Cold Spring Harbor Press, N.Y.; y Ausubel y cols.
(editores), 1995, Current Protocols in Molecular Biology, (John
Wiley & Sons, N.Y.) en la Unidad 2.10.
"ADN de fondo" tal como se usa en el
presente documento se refiere a cualesquiera ácidos nucleicos que
tienen su origen en fuentes distintas de las células de colon. A
continuación se describirá la invención en más detalle basándose en
los siguientes ejemplos, las SEC ID, y las Figuras, sin estar
limitada por los mismos. En el protocolo de las secuencias y en las
Figuras,
la SEC ID N.º: 1 muestra la secuencia del gen
EYA4 humano,
las SEC ID N.º: 2 a 5 muestran secuencias
pretradadas químicamente del gen EYA4,
las SEC ID N.º: 6 a 10 muestran las secuencias
de los cebadores que se usan en los ejemplos, y
las SEC ID N.º: 11 a 15 muestran las secuencias
de sondas que se usan en los ejemplos.
La Figura 1 muestra el nivel de metilación
determinado mediante un ensayo MSP MethyLight y mediante un ensayo
MethyLight HeavyMethyl de acuerdo con los ejemplos 1 y 2. El eje Y
muestra el grado de metilación en la región del gen EYA4 que se
investiga. Las muestras tumorales se representan mediante puntos
blancos, y las muestra de tejido de colon normal por puntos blancos
y negros. Se observó un grado de metilación significativamente
mayor en las muestras tumorales que en las muestras de tejido sano.
El nivel de significación medido usando una prueba t era de p =
0,00000312 (MSP-ML, Ejemplo 1) y p = 0,000000326
(HM-ML, Ejemplo 2).
La Figura 2 muestra la curva característica de
funcionamiento de los receptores (curva ROC) del ensayo
MSP-Methyl-Light para los
adenocarcinomas de acuerdo con el Ejemplo 1. Una ROC es una gráfica
de la tasa positiva verdadera en función de la tasa positiva falsa
para los diferentes valores de corte de una prueba diagnóstica.
Muestra el equilibrio entre la sensibilidad y la especificidad
dependiendo del valor de corte seleccionado (cualquier aumento de
la sensibilidad se acompañará de un descenso en la especificidad).
El área bajo una curva (ABC) de una curva ROC mide la exactitud de
una prueba de diagnóstico (cuanto mayor es el área mejor, el óptimo
es 1, una prueba aleatoria tendría una curva ROC en diagonal con un
área de 0,5). El ABC para el ensayo de
MSP-Methyl-Light es de 0,94.
La Figura 3 muestra la curva característica de
funcionamiento de los receptores (curva ROC) del ensayo
HM-Methyl-Light para el
adenocarcinoma de acuerdo con el Ejemplo 2. El área bajo una curva
(ABC) de una curva ROC mide la exactitud de una prueba de
diagnóstico. La ABC para el ensayo por
HM-MethylLight es: 0,91.
\global\parskip0.900000\baselineskip
La Figura 4 muestra el nivel de metilación
determinado mediante un ensayo MethyLight HeavyMethyl de acuerdo
con el ejemplo 2, que analiza un conjunto adicional de muestras de
colon (25 adenocarcinomas, 33 normales, y 13 adenomas). El eje Y
muestra el grado de metilación en la región del gen EYA4 que se
investiga. Las muestras de adenocarcinomas se representan mediante
cuadros blancos, y las muestra de tejido de colon normal por cuadros
blancos y negros. Se observó un grado de metilación
significativamente mayor en las muestras tumorales que en las
muestras de tejido sano. El nivel de significación medido usando una
prueba t era de 0,00424.
La Figura 5 muestra la curva característica de
funcionamiento de los receptores (curva ROC) del ensayo
HM-Methyl-Light para el
adenocarcinoma y adenoma de acuerdo con el Ejemplo 2 (conjuntos de
muestras adicionales). El área bajo una curva (ABC) de una curva
ROC mide la exactitud de una prueba de diagnóstico. La ABC para el
ensayo por HM-Methyl-Light es de
0,81.
La Figura 6 muestra la curva característica de
funcionamiento de los receptores (curva ROC) del ensayo
HM-Methyl-Light solo para el
adenocarcinoma de acuerdo con el Ejemplo 2 (conjuntos de muestras
adicionales). El área bajo una curva (ABC) de una curva ROC mide la
exactitud de una prueba de diagnóstico. La ABC para el ensayo por
HM-Methyl-Light es: 0,844.
La Figura 7 muestra la curva característica de
funcionamiento de los receptores (curva ROC) del ensayo
HM-Methyl-Light para adenomas de
acuerdo con el Ejemplo 2 (conjuntos de muestras adicionales). El
área bajo una curva (ABC) de una curva ROC mide la exactitud de una
prueba de diagnóstico. La ABC para el ensayo por
HM-Methyl-Light es: 0,748.
La Figura 8 muestra el nivel de metilación en
diferentes tejidos tumorales y sanos determinado mediante un ensayo
MethyLight HeavyMethyl de acuerdo con el ejemplo 3. El eje Y muestra
el grado de metilación en la región del gen EYA4 que se investiga.
Además de las muestras de cáncer de colon solo uno de los dos
tejidos de cáncer de mama estaba metilado.
La Figura 9 muestra el nivel de metilación en
diferentes tejidos de cáncer de mama determinado mediante un ensayo
MethyLight HeavyMethyl de acuerdo con el ejemplo 3. Solo un tejido
estaba metilado.
La Figura 10 muestra el nivel de metilación en
muestras de suero determinado mediante un ensayo MethyLight
HeavyMethyl de acuerdo con el ejemplo 4. El eje Y muestra el grado
de metilación en la región del gen EYA4 que se investiga.
Se extrajo ADN de 33 muestras de adenocarcinoma
de colon y 43 tejidos adyacentes normales de colon usando un kit de
extracción Qiagen®. El ADN de cada muestra se trató usando una
solución de bisulfito (hidrogenosulfito, disulfito) de acuerdo con
el procedimiento de perlas de agarosa (Olek y cols. 1996). El
tratamiento es de tal forma que todas las citosinas no metiladas en
la muestra se convierten en timidina. A la inversa, las citosinas
metiladas en 5 en la muestra no sufren cambios.
El estado de metilación se determinó con un
ensayo de MSP-MethyLight diseñado para la isla de
CpG de interés y un fragmento de control del gen de beta actina
(Eads y cols., 2001). El ensayo de la isla de CpG abarca los sitios
CpG en ambos cebadores y la sonda de estilo taqman, mientras que el
gen de control no. El gen de control se usa para medir la
concentración total de ADN, y el ensayo de la isla de CpG (ensayo de
metilación) determina los niveles de metilación en ese sitio.
\vskip1.000000\baselineskip
Métodos: El ensayo de la isla de CpG en
el gen EYA4 se realizó usando los siguientes cebadores y sondas:
Cebador directo: | CGGAGGGTACGGAGATTACG | (SEC ID N.º: 6); |
Cebador inverso: | CGACGACGCGCGAAA | (SEC ID N.º: 7); y |
Sonda: | CGAAACCCTAAATATCCCGAATAACGCCG | (SEC ID N.º: 12). |
\vskip1.000000\baselineskip
El ensayo de control correspondiente se realizó
usando los siguientes cebadores y sondas:
Cebador: | TGGTGATGGAGGAGGTTTAGTAAGT | (SEC ID N.º: 8); |
Cebador: | ACCAATAAAACCTACTCCTCCCTTAA | (SEC ID N.º: 9); y |
Sonda: | ACCACCACCCAACACACAATAACAAACACA | (SEC ID N.º: 13) |
\global\parskip1.000000\baselineskip
Las reacciones se realizaron por triplicado para
cada muestra de ADN con las siguientes condiciones de ensayo:
Solución de reacción: (cebadores 900 nM; sonda
300 nM; cloruro de magnesio 3,5 mM; 1 unidad de taq polimerasa;
dNTP 200 \muM; 7 de ADN, en un volumen de reacción final de 20
\mul);
Condiciones de los ciclos: (95ºC durante 10
minutos; después 50 ciclos de: 95ºC durante 15 segundos; 60ºC
durante 1 minuto). Los datos se analizaron usando el cálculo de PMR
descrito anteriormente en la bibliografía (Eads y cols. 2001).
Resultados: La mediana de PMR para las muestras
normales fue de 0,15, con una desviación típica de 0,18. La mediana
de PMR para las muestras tumorales fue de 17,98, con una desviación
típica de 18,18. La diferencia global de los niveles de metilación
entre las muestras tumorales y las normales es significativa en una
prueba t (p= 0,00000312). Los resultados se muestran en la Figura
1.
También se determinó una curva característica de
funcionamiento de los receptores (curva ROC) del ensayo. Una ROC es
una gráfica de la tasa positiva verdadera en función de la tasa
positiva falsa para los diferentes valores de corte de una prueba
diagnóstica. Muestra el equilibrio entre la sensibilidad y la
especificidad dependiendo del valor de corte seleccionado
(cualquier aumento de la sensibilidad se acompañará de un descenso
en la especificidad). El área bajo una curva (ABC) de una curva ROC
mide la exactitud de una prueba de diagnóstico (cuanto mayor es el
área mejor, el óptimo es 1, una prueba aleatoria tendría una curva
ROC diagonal con un área de 0,5; para referencias: J.P. Egan.
Signal Detection Theory and ROC Analysis, Academic Press, Nueva
York, 1975). La ABC para el ensayo por
MSP-MethyLight es: 0,94 (Figura 2).
También se usaron las mismas muestras de ADN
para analizar la metilación de la isla de CpG con un ensayo
HeavyMethyl MethyLight (o HM MethyLight), también denominado ensayo
HeavyMethyl. El estado de metilación se determinó con un ensayo de
HM-MethyLight diseñado para la isla de CpG de
interés y el mismo gen de control que se describe anteriormente. El
ensayo de la isla de CpG abarca los sitios CpG en ambos bloqueantes
y la sonda de estilo taqman, mientras que el gen de control no.
\vskip1.000000\baselineskip
Métodos: El ensayo de la isla de CpG (ensayo de
metilación) se realizó usando los siguientes cebadores y sondas:
Cebador directo: | GGTGATTGTTTATTGTTATGGTTTG | (SEC ID N.º: 10) |
Cebador inverso: | CCCCTCAACCTAAAAACTACAAC | (SEC ID N.º: 11) |
Bloqueante directo: | GTTATGGTTTGTGATTTTGTGTGGG | (SEC ID N.º: 15) |
Bloqueante inverso: | AAACTACAACCACTCAAATCAACCCA | (SEC ID N.º: 16) |
Sonda: | AAAATTACGACGACGCCACCCGAAA | (SEC ID N.º: 14) |
Las reacciones se realizaron cada una por
triplicado en cada muestra de ADN con las siguientes condiciones de
ensayo:
Solución de reacción: (cebadores 400 nM; sonda
400 nM; ambos bloqueantes 1 \muM; cloruro de magnesio 3,5 mM; 1x
tampón ABI Taqman; 1 unidad de polimerasa ABI TaqGold; dNTP 200
\muM; y 7 \mul de ADN, en un volumen de reacción final de 20
\mul); Condiciones de ciclado: (95ºC durante 10 minutos); (95ºC
durante 15 segundos, 64ºC durante 1 minuto (2 ciclos)); (95ºC
durante 15 segundos, 62ºC durante 1 minuto (2 ciclos); (95ºC
durante 15 segundos, 60ºC durante 1 minuto (2 ciclos)); y (95ºC
durante 15 segundos, 58ºC durante 1 minuto, 60ºC durante 40
segundos (41 ciclos)).
Resultados: La mediana de PMR para las muestras
normales fue de 1,12, con una desviación típica de 1,45. La mediana
de PMR para las muestras tumorales fue de 38,23, con una desviación
típica de 33,22. La diferencia global de los niveles de metilación
entre las muestras tumorales y normales es significativa en una
prueba t (p= 0,00000326). Los resultados se muestran en la Figura
1. También se determinó una curva ROC del ensayo. La ABC para el
ensayo por MSP-MethyLight es de 0,91 (Figura 3).
El ensayo se analizó en un conjunto adicional de
muestras de colon (25 adenocarcinomas, 33 normales, y 13 adenomas).
Los resultados mostraron una diferencia significativa de nuevo
(Figura 4). Las ROC se muestran en las Figuras
5-7.
El ensayo HeavyMethyl-MethyLight
se analizó también con un conjunto de otros tejidos (Figura 8).
Además de las muestras de cáncer de colon solo uno de los dos
tejidos de cáncer de mama estaba metilado. Sin embargo, en un
conjunto de 21 tumores de mama adicionales (de diferentes fases),
solo uno estaba metilado (Figura 9). De forma que el marcador es
específico para las muestras de tumor de colon. Todos los cebadores,
sondas, bloqueantes y condiciones de reacción eran idénticos a las
que se usan en el análisis de las muestras de cáncer de colon
(Ejemplo 2).
Doce de los tejidos de colon analizados mediante
PCR a tiempo real tenían también un suero correspondiente que se
extrajo antes de la operación quirúrgica. Los presentes inventores
extrajeron ADN de 1 ml de ese suero usando un kit de extracción de
ADN Qiagen UltraSens®, el ADN de la muestra se trató con bisulfito y
se procesó en el ensayo MethyLight HeavyMethyl en esas muestras. El
gen de control no se amplificó en tres de las muestras de suero del
cáncer y tres de las muestras de suero normal, de forma que podemos
concluir que la preparación de las muestras no funcionó en estos
casos. En los otros casos, había indicios de una mayor metilación en
las muestras de cáncer que en las muestras normales (Figura
10).
\global\parskip0.000000\baselineskip
<110> Epigenomics
\vskip0.400000\baselineskip
<120> Procedimiento y ácidos nucleicos
para al análisis de trastornos de proliferación de células
colorrectales
\vskip0.400000\baselineskip
<160> 15
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 1
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 29993
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo Sapiens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 1
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 2
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 29993
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> ADN genómico tratado químicamente
(Homo sapiens)
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 2
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 3
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 29993
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> ADN genómico tratado químicamente
(Homo sapiens)
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 3
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 4
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 29993
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> ADN genómico tratado químicamente
(Homo sapiens)
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 4
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 5
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 29993
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> ADN genómico tratado químicamente
(Homo sapiens)
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 5
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 6
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 20
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> CEBADOR
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 6
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipcggagggtac ggagattacg
\hfill20
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 7
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 15
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> CEBADOR
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 7
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipcgacgacgcg cgaaa
\hfill15
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 8
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 25
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> CEBADOR
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 8
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskiptggtgatgga ggaggtttag taagt
\hfill25
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 9
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 25
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> CEBADOR
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 9
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipggtgattgtt tattgttatg gtttg
\hfill25
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 10
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 23
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> CEBADOR
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 10
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipcccctcaacc taaaaactac aac
\hfill23
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 11
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 29
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> SONDA
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 11
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipcgaaacccta aatatcccga ataacgccg
\hfill29
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 12
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 30
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> SONDA
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 12
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipaccaccaccc aacacacaat aacaaacaca
\hfill30
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 13
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 25
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> SONDA
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 13
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipaaaattacga cgacgccacc cgaaa
\hfill25
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 14
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 25
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> BLOQUEANTE
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 14
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipgttatggttt gtgattttgt gtggg
\hfill25
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 15
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 26
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> BLOQUEANTE
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 15
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipaaactacaac cactcaaatc aaccca
\hfill26
Claims (21)
1. Un procedimiento in vitro de
diagnosticar un trastorno de proliferación de células de colon en un
sujeto, que comprende las etapas de:
a) obtener o más muestras de prueba de tejido o
suero de colon o ambos, sangre o heces de dicho sujeto; y
b) detectar un descenso de la cantidad o
expresión de un polipéptido que se expresa a partir del gen EYA4 o
la presencia o ausencia de ARNm que codifica un polipéptido
EYA4.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que dichos trastornos proliferativos de las células de colon se
eligen del grupo que comprende adenocarcinomas, cánceres de células
escamosas, tumores carcinoides, sarcomas y linfomas.
3. El procedimiento de la reivindicación 1 ó 2,
en el que dicha detección es mediante inmunoensayo, en particular
mediante un ELISA.
4. El procedimiento de la reivindicación 1 ó 2,
que comprende las etapas de:
a) proporcionar una sonda polinucleotídica que
se hibrida de forma específica o es idéntica a un polinucleótido
que consiste en la SEC ID N.º: 1,
b) incubar dicha muestra con dicha sonda
polinucleotídica en condiciones muy restrictivas formando un
complejo de hibridación específico entre un ARNm y dicha sonda;
y
c) detectar dicho complejo de hibridación.
5. El procedimiento de la reivindicación 1 ó 2,
en el que dicha detección comprende el análisis de la metilación
del gen EYA4, su promotor y/o elementos reguladores, en particular
el análisis de la metilación de una secuencia de ADN genómico de
acuerdo con la SEC ID N.º: 1.
6. Un procedimiento para detectar trastornos
proliferativos de las células de colon de acuerdo con la
reivindicación 5, que comprende:
a) obtener, de un sujeto, una muestra biológica
que tiene el ADN genómico del sujeto;
b) tratar el ADN genómico, o un fragmento del
mismo, con uno o más reactivos para convertir las bases de citosina
no metiladas en la posición 5 en uracilo o en otra base que es
detectablemente diferente de citosina en términos de propiedades de
hibridación;
c) poner en contacto el ADN genómico tratado, o
el fragmento del mismo tratado, con una enzima de amplificación y
al menos dos cebadores que comprenden, en cada caso una secuencia
contigua de al menos 18 nucleótidos de longitud que es
complementaria, o se hibrida en condiciones moderadamente
restrictivas o restrictivas, a una secuencia que se selecciona del
grupo que consiste en las SEC ID N.º: 2 a 5, y complementarias de
las mismas, en el que el ADN tratado o un fragmento del mismo o
bien se amplifica produciendo uno o más amplificados, o no se
amplifica;
y
y
d) determinar, basándose en presencia o
ausencia, o en una propiedad de dicho amplificado, del estado de
metilación de al menos una secuencia de dinucleótidos CpG de la SEC
ID N.º: 1, o una media, o un valor que refleja un estado de
metilación medio de una pluralidad de secuencias de dinucleótidos
CpG de la SEC ID N.º: 1.
7. Un procedimiento para detectar trastornos
proliferativos de las células de colon de acuerdo con la
reivindicación 6, que comprende las siguientes etapas de
a) obtener, de un sujeto, una muestra biológica
que tiene el ADN genómico del sujeto;
b) tratar el ADN genómico, o un fragmento del
mismo, con uno o más reactivos para convertir las bases de citosina
no metiladas en la posición 5 en uracilo o en otra base que es
detectablemente diferente de citosina en términos de propiedades de
hibridación;
c) amplificar uno o más fragmentos del ADN
tratado de tal forma que solo se amplifica ADN originario de células
de colon o de un trastorno proliferativo de células de colon, y
d) detectar los amplificados o características
de los mismos y de ese modo deducir la presencia o ausencia de un
trastorno de proliferación de células de colon.
\newpage
8. El procedimiento de una de las
reivindicaciones 6 ó 7, en el que en la etapa a) la muestra
biológica obtenida del sujeto se selecciona del grupo que consiste
en cortes histológicos, biopsias, tejido embebido en parafina,
fluidos corporales, suero, plasma, heces, orina, sangre y
combinaciones de los mismos.
9. El procedimiento de una de las
reivindicaciones 7 a 8, en el que en la etapa b) tratar el ADN
genómico, o el fragmento del mismo, comprende el uso de una
solución que se selecciona del grupo que consiste en bisulfito,
hidrogenosulfito, disulfito y combinaciones de los mismos.
10. El procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 7 a 9, en el que uno o más de dichos cebadores
comprenden uno o más dinucleótidos CpG, TpG o CpA.
11. El procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 7 a 10, en el que dichos amplificados obtenidos en
la etapa d) comprenden al menos una secuencia de 20 pares de bases
que comprende tres o más dinucleótidos CpG, TpG o CpA.
12. Un procedimiento para detectar un trastorno
de proliferación de células de colon de acuerdo con la
reivindicación 6, que comprende:
a) obtener, de un sujeto, una muestra biológica
que tiene el ADN genómico del sujeto;
b) extraer el ADN genómico;
c) poner en contacto el ADN genómico, o un
fragmento del mismo, que comprende la SEC ID N.º: 1 o una secuencia
que se hibrida en condiciones restrictivas a la SEC ID N.º: 1, con
una o más enzimas de restricción sensibles a la metilación, en el
que el ADN genómico o se digiere produciendo así fragmentos de
digestión, o no se digiere de ese modo; y
d) determinar, basándose en la presencia o
ausencia, o en una propiedad de al menos uno de dichos fragmentos,
el estado de metilación de al menos una secuencia de dinucleótidos
CpG de la SEC ID N.º: 1, o una media, o un valor que refleja un
estado medio de metilación de una pluralidad de secuencias de
dinucleótidos CpG de la SEC ID N.º:1, mediante lo cual se logra, al
menos en parte, la detección del trastorno proliferativo de células
de colon.
13. Uso de un polipéptido EYA4 o de un
polinucleótido que codifica EYA4 para producir un medicamento para
reprimir la transformación en una célula de colon poniendo en
contacto dicha célula con dicho polipéptido EYA4 o introduciendo
dicho polinucleótido que codifica EYA4 en una cantidad eficaz para
inhibir un fenotipo transforma-
do.
do.
14. Uso de acuerdo con la reivindicación 13, en
el que dicha transformación es un trastorno de proliferación de
células de colon.
15. Uso de un polipéptido que se expresa a
partir del gen EYA4 para detectar trastornos proliferativos de las
células de colon.
16. Uso de un oligómero comprendiendo dicho
oligómero una secuencia de bases que tiene una longitud de al menos
9 nucleótidos que es complementaria, o que se hibrida en condiciones
restrictivas a un ADN genómico pretratado químicamente de acuerdo
con una de la SEC ID N.º: 2 a la SEC ID N.º: 5 y las secuencias
complementarias a las mismas para detectar un trastorno de
proliferación de células de colon.
17. Uso según la reivindicación 16, en el que
las secuencias de las bases de dicho oligómero incluyen al menos un
dinucleótido CpG, TpG o CpA.
18. Uso según la reivindicación 16, en el que
dicho oligómero se usa como cebador oligonucleotídico para la
amplificación de secuencias de ADN de una de la SEC ID N.º: 2 a la
SEC ID N.º: 5 y secuencias complementarias a las mismas.
19. Uso de un kit para detectar trastornos
proliferativos de las células de colon, en el que dicho kit
comprende:
a) un reactivo de bisulfito; y
b) al menos una molécula de ácido nucleico o una
molécula de ácido nucleico peptídico que comprende, en cada caso
una secuencia contigua de al menos 9 nucleótidos de longitud que es
complementaria, o que se hibrida en condiciones restrictivas a una
secuencia que se selecciona del grupo que consiste en las SEC ID
N.º: 1 a 5, y complementarias de las mismas.
20. Uso de acuerdo con la reivindicación 19, en
el que dicho kit comprende además reactivos estándar para realizar
un ensayo de metilación que se selecciona del grupo que consiste en
MS-SNuPE, MSP, MethylLight^{TM},
HeavyMethyl^{TM}, COBRA, secuenciación de ácidos nucleicos, y
combinaciones de los mismos.
21. Uso de acuerdo con la reivindicación 19 ó 20
para detectar trastornos proliferativos de las células de colon
mediante la detección de un descenso de la cantidad o expresión de
un polipéptido que se expresa a partir del gen EYA4 o la presencia
o ausencia de ARNm que codifica un polipéptido EYA4.
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