Gen imzası - Gene signature

Bir gen imzası veya gen ifadesi imzası , değiştirilmiş veya değiştirilmemiş bir biyolojik süreç veya patojenik tıbbi durumun bir sonucu olarak ortaya çıkan benzersiz bir karakteristik gen ifadesi modeline sahip bir hücredeki tek veya birleşik bir gen grubudur. Bu, gen ekspresyonu profilleme kavramıyla karıştırılmamalıdır . Normal fizyolojik proses veya bir fizyolojik bir yanıt olarak yollarını aktive uyaran bir kaskad sonuçları sinyal iletimine fizyolojik proses veya yanıtın gen imza olarak sınıflandırılır gen ekspresyonu, değiştirilmiş seviyelerde ortaya ve etkileşimler. Gen imzalarının klinik uygulamaları prognostik, tanısal ve öngörücü imzalara ayrılır. Teorik olarak bir gen ekspresyonu imzası ile tanımlanabilen fenotipler, bir hastalığı olan bir bireyin hayatta kalmasını veya prognozunu tahmin edenlerden, bir hastalığın farklı alt tiplerini ayırt etmek için kullanılanlardan, belirli bir yolun aktivasyonunu tahmin edenlere kadar uzanır. . İdeal olarak, belirli bir tedavinin etkili olacağı bir grup hastayı seçmek için gen imzaları kullanılabilir.

Gen imzası tespitinin zaman çizelgesi

1995'te, 2 çalışma, bir genomun global gen ekspresyonunu analiz etmek için, fizyolojik uygunluk için gen imzalarını tanımlama ve analiz etme değerini toplu olarak destekleyen benzersiz yaklaşımlar tanımladı. İlk çalışma , sonunda karakteristik gen ekspresyon paternlerini ortaya çıkaran gen ekspresyonu seviyelerini elde eden mRNA örneklerinin dizilenmesine ve nicelleştirilmesine dayanan , Gen Ekspresyonunun Seri Analizi (SAGE) olarak bilinen eksprese edilmiş sekans etiketi (EST) analizini geliştiren bir tekniği bildirmektedir .

İkinci çalışma , birçok genin paralel olarak ekspresyonunu analiz etmek için bir cam slayt üzerinde tamamlayıcı DNA (cDNA) hibridizasyonunu ölçen , günümüzde yaygın olarak mikrodizi olarak bilinen bir teknik tanımladı . Bu çalışmalar, gen imzalarının analizinin fizyolojik olarak ilgili olabilecek veya olmayabilecek bilgi zenginliğine daha fazla dikkat çekti.

İleriye dönük olarak, ikinci teknik, bu fizyolojik tepkilerin NCBI Gene Expression Omnibus gibi depolarda kataloglanabilmesi için gen ekspresyon imzalarının profilini çıkarmak için yaygın olarak benimsenen bir teknik olduğundan, genetik ve DNA çip teknolojisindeki araştırmalarda devrim yarattı . Bu prognostik, tanısal ve öngörücü gen ekspresyonu imzaları kataloğu, hastalarda patojenik hastalıkların başlangıcının tahminlerine, tümör ve kanser sınıflandırmasına ve optimal hedef adayları ve genleri öngören gelişmiş terapötik stratejilere izin verir.

Günümüzde, gen ekspresyon profili oluşturmayı kapsayan mikrodiziler ve RNA-seq gibi diğer nicel yöntemler , bu ifadelerin tam eşiğini ortaya çıkarmak için gen ekspresyonu imzalarının ve profillerinin geniş, halka açık veritabanının yeniden analizini ve entegrasyonunu teşvik etmeye doğru ilerliyor. imzalar duruyor.

Gen imzası türleri

Prognostik gen imzası

Prognostik, bir hastalığın olası sonucunu veya seyrini tahmin etmek anlamına gelir. Spesifik bir gen imzasına veya çoklu gen imzalarına dayalı olarak biyolojik bir fenotipin veya tıbbi durumun sınıflandırılması, ilgili fenotip veya durum için prognostik bir biyobelirteç olarak hizmet edebilir. Bu kavram prognostik gen imzası olarak adlandırılan , bağımsız terapötik müdahalenin durumun genel sonuca ilişkin bilgi sunmak için hizmet vermektedir. Klinik ortamlarda benimsenen tanı yöntemlerini ve terapötik kursları iyileştirme umuduyla prognostik gen imzalarını belirlemeye odaklanan birkaç çalışma yapılmıştır. Prognostik gen imzalarının tedavinin bir hedefi olmadığına dikkat etmek önemlidir; terapötik müdahalede süre veya dozaj veya ilaç duyarlılığı vb. gibi ayrıntıları tartışırken dikkate alınması gereken ek bilgiler sunarlar. Bir gen imzasının prognostik bir belirteç olarak kabul edilmesi için karşılaması gereken kriterler, durumun sonuçlarıyla ilişkisinin gösterilmesi, bağımsız bir hasta grubunda ilişkisinin tekrarlanabilirliği ve doğrulanması ve son olarak prognostik değerin diğer standart faktörlerden bağımsız olduğunu göstermesi gerekir. çok değişkenli bir analizde. Bu prognostik imzaların uygulamaları, meme kanseri , hepatoselüler karsinom , lösemi için prognostik analizleri içerir ve diğer kanser ve rahatsızlık türleri için de sürekli olarak geliştirilmektedir.

Tanısal gen imzaları

Tanısal bir gen imzası , hafif, orta veya şiddetli fenotiplerden oluşan bir şiddet eşiğine sahip fenotipik olarak benzer tıbbi durumları ayırt eden bir biyobelirteç görevi görür . Klinik olarak tembel ve önemli vakaları teşhis etmek için doğrulanmış yöntemler oluşturmak, pratisyenlerin daha doğru bakım ve terapisiz, önleyici bakımdan semptomatik rahatlamaya kadar değişen terapötik seçenekler sunmalarına olanak tanır. Bu tanısal imzalar ayrıca araştırmada kullanılan test örneklerinin daha doğru bir şekilde temsil edilmesini sağlar. Prognostik gen imzasının doğrulanması prosedürüne benzer şekilde, bir gen imzasını Chau ve ark.

Tahmini gen imzaları

Tahmini gen imzası, belirli bir hastalık fenotipi sergileyen hastalarda veya çalışma katılımcılarında tedavinin etkisini tahmin ettiği tahmine dayalı bir biyobelirtere benzer. Bir prognostik gen imzasından farklı olarak bir öngörücü gen imzası, tedavi için bir hedef olabilir. Sağladığı bilgi öngörücü imzalar, prognozdan tamamen bağımsız olarak, tedaviden olası faydaya yönelik terapötik müdahaleye sahip tedavi gruplarına dayandıklarından, prognostik imzalardan daha kesindir. Tahmine dayalı gen imzaları, hastalıklarda terapötik müdahaleyi kişiselleştirmek ve uyarlamak için en büyük ihtiyacı karşılar. Bu imzaların , daha yeni terapötik hedeflerin tanımlanması ve spesifik tedavilerden optimum fayda sağlamak için en nitelikli konuların belirlenmesi yoluyla kişiselleştirilmiş tıbbın kolaylaştırılmasında etkileri vardır .

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Itadani H, Mizuarai S, Kotani H (Ağustos 2008). "Sistem biyolojisi yol aktivasyonunu anlayabilir mi? Yol aktivasyonunun karmaşıklığını anlamak için vekil işaretler olarak gen ifadesi imzaları" . Curr Genomik . 9 (5): 349–60. doi : 10.2174/138920208785133235 . PMC  2694555 . PMID  19517027 .
  2. ^ Liu J, Campen A, Huang S, Peng SB, Ye X, Palakal M, Dunker AK, Xia Y, Li S (Eylül 2008). "Gen ekspresyonu profilleme verileri kullanılarak meme kanseri prognozu için hücre döngüsü yolundaki bir gen imzasının tanımlanması" . BMC Med. Genom . 1 : 39. doi : 10.1186/1755-8794-1-39 . PMC  2551605 . PMID  18786252 .
  3. ^ a b c Chibon F (Mayıs 2013). "Kanser gen ifadesi imzaları - yükseliş ve düşüş?". Avrupa Kanser Dergisi . 49 (8): 2000–9. doi : 10.1016/j.ejca.2013.02.021 . PMID  23498875 .
  4. ^ Warner DF (Mart 2016). "Tüberküloz için tanısal bir gen imzasının tanımlanması". Neşter. Solunum Tıbbı . 4 (3): 170–1. doi : 10.1016/s2213-2600(16)00063-1 . PMID  26907219 .
  5. ^ a b Nguyen HG, Welty CJ, Cooperberg MR (Ocak 2015). "Prostat kanseri dokusunda gen ekspresyonu imzalarının tanısal ilişkileri" (PDF) . Ürolojide Güncel Görüş . 25 (1): 65–70. doi : 10.1097/mou.00000000000000131 . PMID  25405934 . S2CID  29746661 .
  6. ^ a b Wouters BJ, Löwenberg B, Erpelinck-Verschueren CA, van Putten WL, Valk PJ, Delwel R (Mart 2009). "Çift CEBPA mutasyonları, ancak tek CEBPA mutasyonları değil, benzersiz bir şekilde olumlu bir sonuçla ilişkilendirilen ayırt edici bir gen ekspresyon profiline sahip bir akut miyeloid lösemi alt grubunu tanımlar" . Kan . 113 (13): 3088-91. doi : 10.1182/kan-2008-09-179895 . PMC  2662648 . PMID  19171880 .
  7. ^ Hassane DC, Guzman ML, Corbett C, Li X, Abboud R, Young F, Liesveld JL, Carroll M, Jordan CT (Haziran 2008). "Genel gen ekspresyon verilerinin in silico ekranını kullanarak lösemi kök hücrelerini yok eden ajanların keşfi" . Kan . 111 (12): 5654-62. doi : 10.1182/kan-2007-11-126003 . PMC  2424160 . PMID  18305216 .
  8. ^ Corsello SM, Roti G, Ross KN, Chow KT, Galinsky I, DeAngelo DJ, Stone RM, Kung AL, Golub TR, Stegmaier K (Haziran 2009). "Kimyasal genomik tarafından AML1-ETO modülatörlerinin tanımlanması" . Kan . 113 (24): 6193-205. doi : 10.1182/kan-2008-07-166090 . PMC  2699238 . PMID  19377049 .
  9. ^ Velculescu VE, Zhang L, Vogelstein B, Kinzler KW (Ekim 1995). "Gen ifadesinin seri analizi". Bilim . 270 (5235): 484–7. doi : 10.1126/science.270.5235.484 . PMID  7570003 . S2CID  16281846 .
  10. ^ Schena M, Shalon D, Davis RW, Brown PO (Ekim 1995). "Tamamlayıcı bir DNA mikrodizisi ile gen ekspresyon modellerinin kantitatif olarak izlenmesi". Bilim . 270 (5235): 467-70. doi : 10.1126/science.270.5235.467 . PMID  7569999 . S2CID  6720459 .
  11. ^ Kurian KM, Watson CJ, Wyllie AH (Şubat 1999). "DNA çip teknolojisi". Patoloji Dergisi . 187 (3): 267–71. doi : 10.1002/(SICI)1096-9896(199902)187:3<267::AID-PATH275>3.0.CO;2-# . PMID  10398077 .
  12. ^ Lamb J, Crawford ED, Peck D, Modell JW, Blat IC, Wrobel MJ, Lerner J, Brunet JP, Subramanian A, Ross KN, Reich M, Hieronymus H, Wei G, Armstrong SA, Haggarty SJ, Clemons PA, Wei R, Carr SA, Lander ES, Golub TR (Eylül 2006). "Bağlantı Haritası: küçük molekülleri, genleri ve hastalıkları bağlamak için gen ifadesi imzalarını kullanma". Bilim . 313 (5795): 1929–35. doi : 10.1126/science.1132939 . PMID  17008526 . S2CID  8728079 .
  13. ^ Russo, Antonio; Iacobelli, Stefano; Iovanna, Juan (2012). Gen İmzalarının Tanısal, Prognostik ve Terapötik Değeri | SpringerLink . doi : 10.1007/978-1-61779-358-5 . hdl : 10447/110836 . ISBN'si 978-1-61779-357-8.
  14. ^ Sørlie T, Perou CM, Tibshirani R, Aas T, Geisler S, Johnsen H, Hastie T, Eisen MB, van de Rijn M, Jeffrey SS, Thorsen T, Quist H, Matese JC, Brown PO, Botstein D, Lønning PE , Børresen-Dale AL (Eylül 2001). "Meme karsinomlarının gen ekspresyon paternleri, klinik çıkarımlarla tümör alt sınıflarını ayırt eder" . Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri . 98 (19): 10869-74. doi : 10.1073/pnas.191367098 . PMC  58566 . PMID  11553815 .
  15. ^ Scherf U, Ross DT, Waltham M, Smith LH, Lee JK, Tanabe L, Kohn KW, Reinhold WC, Myers TG, Andrews DT, Scudiero DA, Eisen MB, Sausville EA, Pommier Y, Botstein D, Brown PO, Weinstein JN (Mart 2000). "Kanserin moleküler farmakolojisi için bir gen ekspresyonu veritabanı". Doğa Genetiği . 24 (3): 236–44. doi : 10.1038/73439 . PMID  10700175 . S2CID  1494000 .
  16. ^ Wang Z, Monteiro CD, Jagodnik KM, Fernandez NF, Gundersen GW, Rouillard AD, et al. (Eylül 2016). "Kalabalık tarafından Gen İfadesi Omnibus'undan imzaların çıkarılması ve analizi" . Doğa İletişimi . 7 : 12846. doi : 10.1038/ncomms12846 . PMC  5052684 . PMID  27667448 .
  17. ^ a b Oldenhuis CN, Oosting SF, Gietema JA, de Vries EG (Mayıs 2008). "Onkolojide biyobelirteçlerin prognostik ve prediktif değeri". Avrupa Kanser Dergisi . 44 (7): 946-53. doi : 10.1016/j.ejca.2008.03.006 . PMID  18396036 .
  18. ^ Nielsen T, Wallden B, Schaper C, Ferree S, Liu S, Gao D, Barry G, Dowidar N, Maysuria M, Storhoff J (Mart 2014). "PAM50 tabanlı Prosigna Meme Kanseri Prognostik Gen İmza Testi ve formalinle sabitlenmiş parafine gömülü meme tümörü numuneleri kullanılarak nCounter Analiz Sisteminin analitik doğrulaması" . BMC Kanser . 14 : 177. doi : 10.1186/1471-2407-14-177 . PMC  4008304 . PMID  24625003 .
  19. ^ Liu R, Wang X, Chen GY, Dalerba P, Gurney A, Hoey T, Sherlock G, Lewicki J, Shedden K, Clarke MF (Ocak 2007). "Tümörijenik meme kanseri hücrelerinden bir gen imzasının prognostik rolü". New England Tıp Dergisi . 356 (3): 217–26. doi : 10.1056/nejmoa063994 . PMID  17229949 .
  20. ^ Hoshida Y, Villanueva A, Sangiovanni A, Sole M, Hur C, Andersson KL, Chung RT, Gould J, Kojima K, Gupta S, Taylor B, Crenshaw A, Gabriel S, Minguez B, Iavarone M, Friedman SL, Colombo M, Llovet JM, Golub TR (Mayıs 2013). "Hepatit C ile ilişkili erken evre sirozu olan hastalar için prognostik gen ekspresyonu imzası" . Gastroenteroloji . 144 (5): 1024–30. doi : 10.1053/j.gastro.2013.01.021 . PMC  3633736 . PMID  23333348 .
  21. ^ Verhaak RG, Goudswaard CS, van Putten W, Bijl MA, Sanders MA, Hugens W, Uitterlinden AG, Erpelinck CA, Delwel R, Löwenberg B, Valk PJ (Aralık 2005). "Akut miyeloid lösemide (AML) nükleofosmin (NPM1) mutasyonları: diğer gen anormallikleri ve önceden belirlenmiş gen ekspresyon imzaları ve bunların olumlu prognostik önemi ile ilişki" . Kan . 106 (12): 3747-54. doi : 10.1182/kan-2005-05-2168 . PMID  16109776 .
  22. ^ Chau CH, Rixe O, McLeod H, Figg WD ​​(Ekim 2008). "İlaç geliştirmede kullanılan biyobelirteçler için analitik yöntemlerin doğrulanması" . Klinik Kanser Araştırması . 14 (19): 5967-76. doi : 10.1158/1078-0432.ccr-07-4535 . PMC  2744124 . PMID  18829475 .
  23. ^ Pepe MS, Feng Z, Janes H, Bossuyt PM, Potter JD (Ekim 2008). "Sınıflandırma veya tahmin için kullanılan bir biyobelirteç doğruluğunun temel değerlendirmesi: çalışma tasarımı için standartlar" . Ulusal Kanser Enstitüsü Dergisi . 100 (20): 1432–8. doi : 10.1093/jnci/djn326 . PMC  2567415 . PMID  18840817 .
  24. ^ Baker SG, Kramer BS (Ağustos 2015). "Vekil uç noktaların, prognostik belirteçlerin ve öngörücü belirteçlerin değerlendirilmesi: Bazı basit temalar" . Klinik Araştırmalar . 12 (4): 299–308. doi : 10.1177/1740774514557725 . PMC  4451440 . PMID  25385934 .
  25. ^ Grob JJ, Mortier L, D'Hondt L, Grange F, Baurain JF, Dréno B, Lebbe C, Robert C, Dompmartin A, Neyns B, Gillet M, Louahed J, Jarnjak S, Lehmann FF (2017-11-01 ). "MAGE-A3-pozitif metastatik kutanöz melanomlu hastalarda dakarbazin ile MAGE-A3 kanser immünoterapötikinin güvenliği ve immünojenisitesi: bir prediktif gen imzasının ilk değerlendirmesi ile açık faz I/II çalışması" . ESMO Açık . 2 (5): e000203. doi : 10.1136/esmoopen-2017-000203 . PMC  5687540 . PMID  29177094 .