Circulating free DNA as a biomarker in prostate cancer
Ryyppö, Lauri (2021)
Ryyppö, Lauri
2021
Bioteknologian ja biolääketieteen tekniikan kandidaattiohjelma - Bachelor's Programme in Biotechnology and Biomedical Engineering
Lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunta - Faculty of Medicine and Health Technology
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2021-05-04
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202104263660
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202104263660
Tiivistelmä
Tässä opinnäytetyössä soluvapaan DNA:n ja kasvaimesta olevan kasvain-DNA:n käyttösovelluksia arvioidaan eturauhassyövän yhteydessä.
Eturauhassyöpä on yleisin syöpä miehillä maailmanlaajuisesti. Viime vuosina soluvapaan DNA:n käyttöä on tutkittu mahdollisena ennusteellisena ja diagnostisena tekijänä eturauhassyövässä. Analyysimenetelmien kehittyessä myös soluvapaan DNA:n sekvenssien tutkiminen on kehittynyt, mikä mahdollistaa näiden menetelmien käyttämisen myös yksilöllistetyssä terveydenhuollossa eturauhassyöpäpotilailla.
Tässä työssä käydään läpi tieteellisiä artikkeleita, joiden kautta muodostetaan ymmärrys, miten soluvapaata DNA:ta voidaan käyttää eturauhassyövän tutkimuksessa sen eri vaiheiden aikana. Alun perin soluvapaan DNA:n ja kasvain-DNA:n osamäärää käytettiin taudin etenemisen arvioinnissa. Kuitenkin sekvensointimenetelmien kehittyessä kasvain-DNA:n sekvenssistä on tullut tutkimusten keskipiste. Nykyään tiettyjä mutaatioita voidaan analysoida nukleotiditasolla uuden sukupolven sekvensointitekniikoilla. Tutkimuksissa voidaan myös keskittyä kromosomitason muutoksiin, epigeneettisiin metylaatioihin tai DNA:n kuntoon, jotta saadaan tarkempi kokonaiskuva syöpäkudoksen muutoksista. Kasvain-DNA:ta voidaan myös eristää potilaasta nestebiopsiana, mikä aiheuttaa vähemmän riskejä ja haittoja potilaalle verrattuna kudoskoepalan ottoon sekä antaa paremman käsityksen syövän geneettisestä monimuotoisuudesta.
Mutaatiot ja niiden kehittyminen ovat tämän työn pääaiheena. Muutosten ymmärtäminen mahdollistaa myös parempaa päätöksentekoa potilaan hoitoon liittyen ja mahdollistaa yksilöidyn lääkehoidon identifioimalla mahdollisia hoidon kohteita genomissa. Tässä työssä käydään läpi erilaisia laboratoriomenetelmiä yleisellä tasolla. Tämä opinnäytetyö pyrkii myös kuvaamaan, miten eturauhassyöpä kehittyy ja mitä hoitoja siihen on tarjolla.
Soluvapaan DNA:n ja kasvain-DNA:n käyttö laajentaa mahdollisuuksia eturauhassyövän hoidossa, mutta se ei pysty kattamaan syövän kaikkea monimuotoisuutta. Kuitenkin uudet lähestymistavat tuovat uusia ja mielenkiintoisia tapoja ennustaa ja diagnosoida eturauhassyöpää. In this thesis, scientific articles on circulating free DNA and circulating tumor DNA will be reviewed to gain a revised understanding of how they are used in diagnosing and prognosing prostate cancer in its different stages.
Prostate cancer is the most common cancer for men. In recent years, the use of circulating free DNA has been studied as a prominent prognostic and diagnostic marker for prostate cancer. As analysis methods in investigating DNA sequences have evolved, so have the possibilities in using this novel approach to guide healthcare decisions for cancer patients.
In this thesis, research articles will be discussed to gain an understanding of how the use of cfDNA can be used to understand prostate cancer in all its stages. Initially, the concentration of ctDNA from cfDNA was used to predict the course of the disease; however, as sequencing methods have evolved, ctDNA's sequence itself has become the focus of studies. Nowadays, specific mutations on the nucleotide level can be analyzed using next-generation sequencing. In addition, chromosomal changes, epigenetic methylation, and DNA integrity can be analyzed to gain a more holistic view of changes in cancerous tissue. Using ctDNA, biopsies can be taken serially as a means of liquid biopsy. Liquid biopsies are without risk to the patient and cause less discomfort, unlike tissue biopsies. Liquid biopsies also give more information on cancer genetic heterogeneity.
While the mutations are the focal point of this thesis, the most prominent wet-lab applications are also covered on a fundamental level. Understanding the aberrations in prostate cancer will also enable more informed decision-making for the patient. This thesis aims to provide an overview of the most common mutations prostate cancers harbor and the current practice of treating them.
The use of ctDNA and cfDNA broadens the scope for treating prostate cancer; however, it cannot encompass all of the disease's complexity. Still, new approaches bring many exciting new methods to the prognosis and diagnosis of prostate cancer.
Eturauhassyöpä on yleisin syöpä miehillä maailmanlaajuisesti. Viime vuosina soluvapaan DNA:n käyttöä on tutkittu mahdollisena ennusteellisena ja diagnostisena tekijänä eturauhassyövässä. Analyysimenetelmien kehittyessä myös soluvapaan DNA:n sekvenssien tutkiminen on kehittynyt, mikä mahdollistaa näiden menetelmien käyttämisen myös yksilöllistetyssä terveydenhuollossa eturauhassyöpäpotilailla.
Tässä työssä käydään läpi tieteellisiä artikkeleita, joiden kautta muodostetaan ymmärrys, miten soluvapaata DNA:ta voidaan käyttää eturauhassyövän tutkimuksessa sen eri vaiheiden aikana. Alun perin soluvapaan DNA:n ja kasvain-DNA:n osamäärää käytettiin taudin etenemisen arvioinnissa. Kuitenkin sekvensointimenetelmien kehittyessä kasvain-DNA:n sekvenssistä on tullut tutkimusten keskipiste. Nykyään tiettyjä mutaatioita voidaan analysoida nukleotiditasolla uuden sukupolven sekvensointitekniikoilla. Tutkimuksissa voidaan myös keskittyä kromosomitason muutoksiin, epigeneettisiin metylaatioihin tai DNA:n kuntoon, jotta saadaan tarkempi kokonaiskuva syöpäkudoksen muutoksista. Kasvain-DNA:ta voidaan myös eristää potilaasta nestebiopsiana, mikä aiheuttaa vähemmän riskejä ja haittoja potilaalle verrattuna kudoskoepalan ottoon sekä antaa paremman käsityksen syövän geneettisestä monimuotoisuudesta.
Mutaatiot ja niiden kehittyminen ovat tämän työn pääaiheena. Muutosten ymmärtäminen mahdollistaa myös parempaa päätöksentekoa potilaan hoitoon liittyen ja mahdollistaa yksilöidyn lääkehoidon identifioimalla mahdollisia hoidon kohteita genomissa. Tässä työssä käydään läpi erilaisia laboratoriomenetelmiä yleisellä tasolla. Tämä opinnäytetyö pyrkii myös kuvaamaan, miten eturauhassyöpä kehittyy ja mitä hoitoja siihen on tarjolla.
Soluvapaan DNA:n ja kasvain-DNA:n käyttö laajentaa mahdollisuuksia eturauhassyövän hoidossa, mutta se ei pysty kattamaan syövän kaikkea monimuotoisuutta. Kuitenkin uudet lähestymistavat tuovat uusia ja mielenkiintoisia tapoja ennustaa ja diagnosoida eturauhassyöpää.
Prostate cancer is the most common cancer for men. In recent years, the use of circulating free DNA has been studied as a prominent prognostic and diagnostic marker for prostate cancer. As analysis methods in investigating DNA sequences have evolved, so have the possibilities in using this novel approach to guide healthcare decisions for cancer patients.
In this thesis, research articles will be discussed to gain an understanding of how the use of cfDNA can be used to understand prostate cancer in all its stages. Initially, the concentration of ctDNA from cfDNA was used to predict the course of the disease; however, as sequencing methods have evolved, ctDNA's sequence itself has become the focus of studies. Nowadays, specific mutations on the nucleotide level can be analyzed using next-generation sequencing. In addition, chromosomal changes, epigenetic methylation, and DNA integrity can be analyzed to gain a more holistic view of changes in cancerous tissue. Using ctDNA, biopsies can be taken serially as a means of liquid biopsy. Liquid biopsies are without risk to the patient and cause less discomfort, unlike tissue biopsies. Liquid biopsies also give more information on cancer genetic heterogeneity.
While the mutations are the focal point of this thesis, the most prominent wet-lab applications are also covered on a fundamental level. Understanding the aberrations in prostate cancer will also enable more informed decision-making for the patient. This thesis aims to provide an overview of the most common mutations prostate cancers harbor and the current practice of treating them.
The use of ctDNA and cfDNA broadens the scope for treating prostate cancer; however, it cannot encompass all of the disease's complexity. Still, new approaches bring many exciting new methods to the prognosis and diagnosis of prostate cancer.
Kokoelmat
- Kandidaatintutkielmat [8744]