La expresión génica se refiere al proceso mediante el cual las células transcriben y traducen la información genética almacenada en secuencias de ADN y, en última instancia, la convierten en moléculas de proteínas biológicamente activas. La detección de niveles de expresión génica se refiere a la detección cualitativa o cuantitativa de productos de expresión génica. Los métodos más utilizados son la RT-PCR semicuantitativa, la PCR cuantitativa de fluorescencia, la transferencia Northern, etc. Ahora, los científicos han descubierto que la secuenciación del genoma completo del cfDNA puede predecir si ese gen se expresa.
Investigadores austriacos han desarrollado un método para detectar la expresión genética a través del patrón de profundidad de lectura del cfDNA. El método se basa en datos de cientos de muestras de sangre de individuos sanos y se ha aplicado a cientos de muestras de pacientes con metástasis de cáncer.
Michael Speicher, autor principal del artículo e investigador en genética humana en la Universidad Médica de Graz, Austria, escribió: "Utilizamos datos de secuenciación del genoma completo para determinar la expresión genética, lo que proporciona nuevos conocimientos sobre La comprensión de las células que liberan cfDNA proporciona nuevos conocimientos, por lo que también ampliamos los métodos de análisis de cfDNA existentes". El equipo de investigación señaló que la mayor parte del cfDNA que flota en la sangre contiene material genético de células apoptóticas, como los núcleos. El cuerpo todavía coincide con el complejo proteico. Por lo tanto, el equipo de investigación concluyó que a través de la longitud y profundidad de lectura del cfDNA, es posible revelar rastros de nucleosomas asociados con la actividad de transcripción genética.
En particular, los investigadores observaron que las pruebas de nucleasa microcócica (MNase) mostraron que el ADN libre de nucleosomas se puede transcribir aguas arriba del sitio de inicio de la transcripción en los genes. En base a esto, primero discutieron si las regiones promotoras no ocupadas por nucleosomas podrían detectarse en el cfDNA y, si es posible, si estos marcadores podrían reflejar perfiles de expresión génica. En este sentido, el equipo de investigación amplió el análisis para buscar perfiles de expresión de genes impulsores del cáncer en la sangre de pacientes con cáncer.
A partir de 179 muestras de sangre de 50 hombres sanos y 54 mujeres sanas, los investigadores utilizaron las plataformas Miseq y Nextseq de Illumina para realizar una secuenciación de extremo a extremo para identificar el ADN nuclear asociado a nucleosomas en plasma. Los datos de secuenciación de un solo extremo generados se utilizaron para evaluar los patrones de longitud y profundidad de lectura cerca del sitio de inicio de la transcripción, y también consultaron mapas de MNasa existentes y datos de expresión genética de los proyectos ENCODE y FANTOM5. Esta información, a su vez, se puede utilizar para desarrollar un algoritmo para predecir la expresión genética basado en la longitud y profundidad de lectura del cfDNA.
Mediante la secuenciación del genoma completo del ADN libre de células circulantes de dos pacientes con cáncer de mama, los investigadores obtuvieron perfiles de expresión genética y números de copias, y los datos obtenidos fueron consistentes con los datos de secuenciación de ARN de las muestras de tumores primarios. . Luego, los investigadores utilizaron el mismo método para estudiar la expresión genética y los perfiles del número de copias en 426 muestras de sangre de pacientes con otros cánceres, incluido el cáncer colorrectal, de mama, de pulmón o de próstata metastásico. Los investigadores señalan que este enfoque parece particularmente prometedor para capturar genes impulsores del cáncer (tanto de expresión como de número de copias), pero no solo es adecuado para evaluar el ADN tumoral circulante en entornos de enfermedad residual mínima.