Extracto
Antecedentes
Los buenos biomarcadores para la detección precoz del cáncer de plomo a un mejor pronóstico. Sin embargo, el tejido tumoral de cosecha es invasiva y no puede ser realizada de forma rutinaria. La metilación del ADN global del ADN de leucocitos de sangre periférica se evaluó como un biomarcador de riesgo de cáncer.
Métodos
Se realizó un metanálisis para estimar el riesgo de cáncer en general de acuerdo con los niveles globales hipometilación del ADN entre los estudios con diversos tipos de cáncer y los métodos analíticos utilizados para medir la metilación del ADN. Los estudios se realizaron búsquedas sistémicamente a través de PubMed sin limitación de idioma hasta julio de 2011. Resumen estimaciones se calcularon utilizando un modelo de efectos fijos.
Resultados
El análisis de subgrupos por métodos experimentales para determinar el nivel de metilación del ADN eran realizado debido a la heterogeneidad dentro de los estudios seleccionados (P & lt; 0,001, I
2: 80%). La heterogeneidad no fue encontrado en el subgrupo de% 5-MC (p = 0,393, I
2: 0%) y LINE-1 usado misma secuencia diana (p = 0,097, I
2: 49%), mientras que una considerable variación permaneció en LINE-1 (p & lt; 0,001, I
2: 80%) y los estudios de cáncer de vejiga (p = 0,016, I
2: 76%). Estos resultados sugieren que los métodos experimentales utilizados para cuantificar los niveles globales de metilación del ADN son factores importantes en el estudio de asociación entre los niveles de hipometilación y el riesgo de cáncer. En general, los riesgos de cáncer de grupo con los niveles más bajos de metilación de ADN fueron significativamente mayores en comparación con el grupo con los más altos niveles de metilación [OR (IC del 95%): 1.48 (1.28-1.70)].
Conclusiones
Global hipometilación del ADN en leucocitos de sangre periférica puede ser un biomarcador adecuado para el riesgo de cáncer. Sin embargo, la asociación entre la metilación del ADN global y el riesgo de cáncer puede ser diferente en función de los métodos experimentales, y la región de ADN específica para medir los niveles mundial hypomethylation, así como el tipo de cáncer. Por lo tanto, es importante seleccionar un marcador sustituto preciso y exacto de los niveles globales de metilación del ADN en los estudios de asociación entre los niveles globales de metilación del ADN en leucocitos periféricos y el riesgo de cáncer
Visto:. Woo HD, Kim J (2012) Global hipometilación del ADN en periféricos leucocitos de la sangre como un biomarcador para el riesgo de cáncer: un meta-análisis. PLoS ONE 7 (4): e34615. doi: 10.1371 /journal.pone.0034615
Editor: Brock C. Christensen, Dartmouth College, Estados Unidos de América
Recibido: 18 Noviembre 2011; Aceptado: March 2, 2012; Publicado: 11 Abril, 2012
Derechos de Autor © 2012 Woo, Kim. Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la licencia Creative Commons Attribution License, que permite el uso ilimitado, distribución y reproducción en cualquier medio, siempre que el autor original y la fuente se acreditan
Financiación:. Este trabajo el apoyo de una beca del Centro Nacional del cáncer, Corea (n. ° 1.110.300). Los donantes no tenía papel en el diseño del estudio, la recogida y análisis de datos, decisión a publicar, o la preparación del manuscrito
Conflicto de intereses:.. Los autores han declarado que no existen intereses en competencia
Introducción procesos
epigenéticos son importantes en el desarrollo y la diferenciación celular, y pueden ser alteradas por el entorno, la dieta y el envejecimiento [1], [2]. la metilación del ADN, que es un mecanismo epigenético importante, está implicada en diversos procesos biológicos incluyendo el cáncer [3] - [6]. hipometilación del ADN es un evento temprano en la carcinogénesis humana [7] - [9] y se asocia con la inestabilidad genética en células de cáncer [10], [11]. los niveles de metilación de DNA son mantenidos por metiltransferasas de ADN (DNMTs). Dnmt3a y Dnmt3b son responsables de la metilación de novo de ADN [12] - [14]. Por lo tanto la inactivación de DNMTs causa hipometilación global del genoma o la hipometilación de familias específicas de secuencias repetidas [14] - [16]. Sin embargo, los mecanismos de la hipometilación del ADN no se entienden completamente. Existen varios mecanismos de contabilidad para la desmetilación del ADN. la eliminación directa del grupo metilo por metilo CpG proteína dominio de unión 2 (MBD2) ha informado [17], aunque este resultado no ha sido confirmada por otros autores [18], [19]. GADD45A (detención del crecimiento y daño de ADN-inducible, alfa) se asocia con la desmetilación del ADN reparación mediada por [20]. Sin embargo, el trabajo de Jin et al. [21] no confirma esta asociación. enzimas de reparación del ADN pueden demethylate DNA [22], y la evidencia directa de reparación por escisión de base (BER) desmetilación del ADN mediada se ha propuesto [23]. Brother del regulador de sitios impresos expresión (BORIS) se asocia con la desmetilación [24]. Woloszynska-Lee et al. [25] ha sugerido que la relación de factor de BORIS /CCCTC vinculante expresión (CTCF) está relacionada con la desmetilación del ADN. Dado que la eliminación directa del grupo metilo de la posición 5 'de la citosina es desfavorable, los estudios que sugieren mecanismos naturales de desmetilación del ADN han sido inconsistentes.
Las secuencias CG de la región del promotor son normalmente no metilado para permitir la expresión de genes, mientras que las repeticiones de ADN de mamíferos están altamente metilados en los tejidos somáticos [12], [26]. hipermetilación del ADN en los promotores de genes supresores de tumores (TSG) provoca la represión de las ETG. La hipometilación de secuencias de ADN únicas o repetidas puede afectar a la estructura de la cromatina y la inestabilidad genómica, conducir a la activación de la transcripción, y aumentar la expresión de genes promotores del cáncer [26]. Tanto la hipometilación del ADN y la hipermetilación se han observado en el cáncer humano, pero la hipometilación del ADN, especialmente en elementos repetitivos, están asociados más frecuentemente con cáncer, lo que resulta en una pérdida neta de 5-metilcitosina (5-mC) [26].
La asociación entre la hipometilación global del ADN del tumor y el riesgo de cáncer se ha demostrado en varios tumores humanos [27] - [30]. Además, la hipometilación global del ADN en varios tejidos normales adyacentes de cáncer y se ha detectado [31], [32]. Por lo tanto, muchos investigadores han estudiado la metilación del ADN como un biomarcador para la detección del cáncer. La detección temprana del cáncer resulta en un mejor pronóstico. Sin embargo, el tejido tumoral de cosecha es invasiva y no puede ser realizada de forma rutinaria. Por lo tanto, la asociación entre el riesgo de cáncer y los niveles globales hipometilación del ADN en leucocitos de sangre ha sido investigada. Se realizó un metanálisis para estimar el riesgo de cáncer en general de acuerdo con los niveles de DNA hypomethylation globales entre los estudios con diversos tipos de cáncer y los métodos analíticos utilizados para medir la metilación del ADN.
Métodos
Selección de estudios
sistémicamente buscaron los estudios a través de las bases de datos electrónicas mediante PubMed con los términos "riesgo de cáncer y de metilación (o hipometiladores) y (sangre o leucocitos)" sin limitación de idioma hasta julio de 2011. una búsqueda manual con una lista de referencia de se realizó revistas seleccionadas. Sin embargo, no se identificaron nuevos artículos que cumplieron los criterios de inclusión. Los criterios de inclusión /exclusión fueron los siguientes: (1) el artículo original con diseños de casos y controles o de cohortes; (2) los leucocitos de sangre periférica se utilizaron para medir los niveles globales de metilación del ADN; (3) los pacientes que fueron recientemente diagnosticadas con cáncer en estudios de casos y controles, y se recogió la sangre en los participantes que estaban libres de cáncer al inicio del estudio en los estudios de cohortes; (4) Se excluyeron los estudios con la metilación del ADN de genes específicos; y (5) el estudio reportó 95% intervalos de confianza (IC) con la odds ratio ajustada (OR) o los riesgos relativos (RR) para el riesgo de cáncer en sujetos con el nivel más bajo de la metilación del ADN a nivel mundial en comparación con la de los pacientes con el más alto nivel de La metilación del ADN global. Si la celda de referencia contenía el nivel más bajo de la metilación del ADN a nivel mundial, inversed O y se utilizó IC del 95%.
La recolección de datos
Buscado estudios fueron revisados de forma independiente por dos investigadores (H.D.W y J. K.). Los estudios con datos de elegibles para el metanálisis contenían información sobre los autores, año de publicación, los métodos experimentales para medir los niveles globales de metilación del ADN, sitios de cáncer y tipos, país en el que se realizó el estudio, período de estudio, el número de casos y controles, categorías de ADN a nivel mundial los niveles de metilación, ajustado o /RR e IC del 95%, los valores de p para las tendencias y variables de confusión fueron considerados. OR ajustada /RR e IC del 95% fueron seleccionados para excluir los efectos de confusión e incluir los estudios que no informaron el número de casos y controles para cada categoría.
El análisis estadístico
Todos los análisis estadísticos se realizaron utilizando el paquete de software STATA (versión 10, College Station, TX). Entrar efecto estimaciones puntuales y los errores estándar correspondientes se calcularon utilizando las estimaciones del efecto del punto de covarianza ajustado e IC del 95% a partir de los estudios seleccionados y ponderados por el inverso de la varianza para calcular las estimaciones de resumen [33]. La prueba de heterogeneidad entre los estudios se midió utilizando el Q-test basado en la χ
2 estadística, teniendo en cuenta la heterogeneidad estadística significativa como P & lt; 0,05, y el I
2 de acuerdo con la prueba Higgins et al. [34]. Los análisis de subgrupos se realizaron por métodos experimentales para medir los niveles globales de metilación del ADN o basados en el tipo de cáncer debido a la heterogeneidad entre los estudios. Un modelo de efectos fijos se utilizó en el meta-análisis debido a un modelo de efectos aleatorios es menos conservadora que un modelo de efectos fijos, dando mayor importancia a los estudios de muestra pequeños, que son más propensos a tener un sesgo de publicación, sobre todo cuando eran pequeños números de los estudios combinado [35], [36].
resultados
Un total de 258 estudios fueron excluidos en la primera pasada sobre la base de títulos y los resúmenes de los artículos 285 la búsqueda. Se revisaron además los 27 estudios restantes. Se excluyeron los dieciocho estudios que no cumplieron con los criterios de inclusión para las siguientes razones: 12 estudios no midieron los niveles globales de metilación del ADN; dos estudios no informaron el riesgo de cáncer de acuerdo a las categorías de los niveles globales de metilación del ADN; 3 estudios eran artículos de revisión; y 1 estudio no contaba con los sujetos control. se seleccionaron finalmente once estudios que comprenden diez estudios de casos y controles y estudios de cohorte 1 (Tabla 1) [37] - [47]. Hemos encontrado 2 estudios que fueron recientemente publicados durante el proceso de revisión [45], [46]. Debido a que sólo un número limitado de estudios cumplieron los criterios de nuestro meta-análisis, se decidió incluir estos 2 estudios adicionales (Figura 1). Debido Pufulete et al. [37] han informado tanto los riesgos de cáncer colorrectal y adenoma colorrectal, se utilizaron doce casos para el metanálisis. Se incluyeron tres cáncer de vejiga, dos adenomas colorrectales, un cáncer colorrectal, un cáncer de mama, cáncer gástrico dos, uno en la cabeza y el carcinoma de células escamosas de cuello (HNSCC), uno con cáncer de células renales, y un caso de cáncer en general. Zhu et al. [47] han informado de los riesgos de todos los cánceres, así como cada tipo de cánceres categorizados en dos y cuatro grupo de nivel mundial hipometilación del ADN. Sin embargo, se seleccionaron los datos de todo el riesgo de cáncer con dos categorías debido al pequeño número de la incidencia de cáncer. Lim et al. [39] y Liao et al. [45] han informado de OR e IC del 95% en las personas del tercil más alto de la metilación genómica en comparación con aquellos en el tercil más bajo de la metilación genómica. Por lo tanto, se utilizó el OR invertida e IC del 95% para calcular la estimación combinada. prueba de Egger para el sesgo de publicación mostró resultados no significativos (p = 0,483).
La figura 2 muestra el meta-análisis de los estudios seleccionados. hipometilación del ADN global está relacionada con un mayor riesgo de cáncer (OR: 1,48 IC del 95%: 1,28 a 1,70, p & lt; 0,001). Sin embargo, la heterogeneidad entre estudios fue significativamente más alta (p & lt; 0,001, I
2: 83%). Por lo tanto, hemos llevado a cabo meta-regresión utilizando métodos experimentales utilizados para determinar los niveles de metilación del ADN [globales capacidad de aceptación de metilo de ADN, porcentaje de 5-metilcitosina (5%-MC) vs. elemento de nucleótidos de largo intercalados 1 (LINE-1)], el cáncer sitios (colorrectal, de estómago, otros contra la vejiga) y el sexo (masculino, el total vs. mujeres). Métodos experimentales fueron significativamente diferentes entre sí (% 5-mC vs. LINE-1: p = 0,011) cuando el sexo y los métodos experimentales se incluyen en el modelo de meta-regresión. Sin embargo, no se observaron diferencias significativas al sitio del cáncer se incluyó más. Se identificaron cuatro estudios basados en la población, incluyendo 1 estudio de casos y controles anidados; todos los estudios mostraron estimaciones de resumen homogéneos (OR [IC del 95%] = 1,36 [1,12-1,64]; prueba de heterogeneidad: p = 0,159, I
2 = 42%). Sin embargo, los métodos experimentales de estos 4 estudios, que trata de investigaciones basadas en el hospital LINE-1 análisis y, todavía mostraron heterogeneidad significativa. Los datos de meta-regresión no mostraron diferencias con respecto a la inclusión del diseño del estudio en el análisis. Por lo tanto, no se incluyó el diseño del estudio en nuestro análisis. Los análisis de subgrupos se realizaron por métodos experimentales (5%-MC, LINE-1) y los estudios de cáncer de vejiga para explorar aún más la varianza entre los estudios (Figura 3). No se detectó heterogeneidad entre los estudios en% Método 5-MC (p = 0,393, I
2 = 0%), pero una considerable variación fue encontrado en el análisis de subgrupos de método LINE-1 (p & lt; 0,001, I
2: 80%) y el cáncer de vejiga (p = 0.016, I
2: 76%). El grupo con los niveles más bajos de metilación del ADN mundial tuvo un riesgo significativamente mayor de cáncer en comparación con el grupo con los niveles más altos de metilación del ADN a nivel mundial en 5%-MC y estudios [OR (IC del 95%) 1 LINE-: 2.93 (02.14 a 04.01) y 1,20 (1,03 a 1,41), respectivamente]. En el subgrupo LINE-1, con la excepción del estudio por Hsiung et al. [38] y Liao et al. [45], que utiliza diferentes regiones de la secuencia diana de ADN de otros estudios, I
2 estadísticas fueron de 49% (p = 0,097) y los niveles globales hipometilación del ADN se asociaron significativamente con un mayor riesgo de cáncer [OR (IC del 95%): 1,36 (1,12-1,65)]
Un colorrectal:. colorectal adenoma, metilo: ensayo de metilo aceptación, LINE-1: elementos nucleares largos períodos de actividad, y 5%-mC: Los porcentajes de 5-metilcitosina. F: modelo de efectos fijos, R: modelo de efectos aleatorios. Las líneas horizontales a través de las cajas representan los intervalos de confianza del 95% (IC). Los centros de las cajas están situados en la estimación puntual (O /RR), y las cajas más grandes significar estudios tienen relativamente mayor influencia en las estimaciones de resumen.
(A)% 5-MC, ( B) LINE-1, y () misma secuencia diana LINE-1 usado C. La asociación entre el riesgo de cáncer de vejiga y la hipometilación del ADN global (D). R: El modelo de efectos aleatorios. las estimaciones de resumen se calcularon sobre la base de un modelo de efectos fijos, a menos que se indique lo contrario.
Se utilizaron Discusión
Once estudios en el presente estudio para estimar los resultados globales. Estos estudios han puesto a prueba si el nivel de metilación del ADN a nivel mundial en el ADN de sangre periférica es un buen marcador para detectar el cáncer. hipometilación del ADN global de leucocitos de la sangre se asoció con un mayor riesgo de cáncer. Sin embargo, la asociación variarse de acuerdo con los métodos experimentales utilizados y región de ADN específicas para medir los niveles de hipometilación global, así como el tipo de cáncer
.
Se identificaron tres métodos experimentales para medir los niveles globales de metilación del ADN en el presente meta- análisis: Tres estudios utilizaron% 5-mC; siete estudios utilizaron LINE-1 con pirosecuenciación (6 estudios) y una versión modificada del análisis de restricción combinado con bisulfito de la línea elemento retrotransposable 1 (LRE1) secuencia (1 estudio); un estudio analizó la capacidad de aceptación de metilo de ADN utilizando [3H-metil] S-adenosilmetionina. El análisis de subgrupos en el método% 5-MC fue homogénea. Sin embargo, LINE-1 método y cáncer de vejiga, que era el único tipo de cáncer que se ha analizado en más de 3 estudios, se mantuvo significativamente heterogénea. Se han desarrollado muchos métodos analíticos para determinar los niveles de metilación del ADN [48] - [51]. ensayo de aceptación de metilo se basa en la capacidad de incorporación de metilo radio-marcado en el ADN, por lo tanto alta grupo metilo incorporación indica niveles inferiores de metilación del ADN. Sin embargo, la alta día a día variación y la concentración de ADN inexacta debido a la dificultad de solución de ADN genómico de mezcla se han observado de forma homogénea [52]. La medición directa de los porcentajes de 5-metilcitosina se utiliza en muchos estudios epidemiológicos para estimar el contenido de ADN de metilación global utilizando cromatografía líquida de alto rendimiento de fase inversa (HPLC), cromatografía líquida (LC) -masa espectrometría, o electroforesis capilar de alto rendimiento ( HPCE). Estos métodos son altamente cuantitativa y reproducible, pero que no son adecuados para los estudios epidemiológicos con gran tamaño de la muestra y la alta cantidad de ADN se requieren para producir resultados fiables. Introducción de la conversión de bisulfito de sodio de ADN genómico ha revolucionado los métodos de análisis en el análisis de metilación [13]. Además, pirosecuenciación que es un alto rendimiento y método exacto está actualmente disponible [51]. Las secuencias repetitivas comprenden grandes porciones del genoma humano y son ricas en CpG [53], [54]. regiones genómicas repetitivos como LINE-1 y Alu son por lo general metilados en los tejidos somáticos [55]. Por lo tanto, pirosecuenciación con el ADN tratado con bisulfito para medir la metilación elemento repetitivo se ha utilizado como marcadores sustitutos para la hipometilación del ADN mundial
.
Sin embargo, en el estudio de Choi et al. [41], los niveles globales de metilación del ADN se midieron con 5%-MC y LINE-1 en un estudio piloto. Sin embargo, ambos métodos no se correlacionaron con el uno al otro, y el nivel de metilación LINE-1 no mostraron diferencias significativas entre los casos y controles. No hay correlación estadísticamente significativa entre 5%-MC y LINE-1 podría ser debido al tamaño de la muestra en un estudio piloto, pero el coeficiente de correlación era aún muy pequeña (r = -0,204). Por lo tanto, LINE-1 no puede ser adecuado para servir como un marcador sustituto sensible para la metilación del ADN global. Además, Nelson et al. [56] informó de que los niveles de metilación con método LINE-1 se pueden variar dependiendo de la secuencia CpG objetivo y a través de muestras. La secuencia CpG usado con frecuencia para LINE-1 se encuentra en la región 5 'que a menudo se elimina sin conocer la frecuencia exacta; en consecuencia, el número de elementos que se utilizan para la medición LINE-1 puede ser diferente a través de muestras. Phokaew et al. [57] informó de que los niveles de LINE-1 metilación de las células blancas de la sangre y en el epitelio oral normal fueron muy variables dependiendo de dónde se encuentra la secuencia diana, pero patrón similar se observó en el mismo locus. Este resultado sugiere que el locus de orientación para la medición de LINE-1 metilación en tejidos normales debe ser cuidadosamente seleccionado, pero la cantidad de variación de los niveles de metilación a través de muestras puede no ser grande. Cinco de los 7 estudios de la participación de LINE-1 metilación en nuestro estudio se utilizó la misma secuencia diana de LINE-1, y todos fueron referenciados desde Bollati et al. [58]. Las estimaciones veraniegas de estos estudios mostraron poca heterogeneidad y mostraron asociación significativa con el riesgo de cáncer. Liao et al. [45] informó de los niveles globales de metilación del ADN en 4 posiciones diferentes; Sin embargo, las asociaciones con el riesgo de cáncer eran diferentes en cada posición. Debido a que los estudios se realizaron en diferentes sitios de cáncer, no se puede concluir si los métodos experimentales eran más importantes que el tipo de cáncer en la asociación entre el riesgo de cáncer y la metilación del ADN global utilizando sangre periférica. Sin embargo, estos resultados sugieren que los métodos experimentales utilizados para cuantificar los niveles globales de metilación del ADN son factores importantes en el estudio de asociación con el riesgo de cáncer.
Los efectos de la metilación del ADN aberrante de regiones promotoras en el riesgo de cáncer son relativamente claros. Sin embargo, la relación entre la hipometilación del ADN global y el cáncer no son concluyentes. hipometilación del ADN Global está relacionado con las primeras etapas de la carcinogénesis [7] - [9], la progresión tumoral [29], o ambos [59]. hipometilación global puede funcionar como una causa o consecuencia de la carcinogénesis. Sin embargo, los presentes resultados no pudieron confirmar la asociación. La mayoría de los estudios (10 de los 11 estudios) tenía un diseño de casos y controles. El único estudio de cohorte en el meta-análisis de los casos tenía pequeños de incidencia de cáncer y mostró resultados inconsistentes con diferentes métodos.
hipometilación del ADN en leucocitos de sangre de pacientes con cáncer podría ser causada por circulación de ADN tumoral [60]. Sin embargo, los efectos de ADN tumoral en los resultados del presente estudio parece ser mínima. tumores activos y agresivos liberar el ADN del tumor, pero hipometilación se pueden encontrar en las primeras etapas de cáncer, y se detecta ADN del tumor en el plasma de pacientes con cáncer, pero los niveles de metilación se evaluó a través de leucocitos en la sangre.
La limitación de este estudio es que un pequeño número de publicaciones cumplieron con los criterios de la presente meta-análisis y que estos objetos eran en su mayoría de casos y controles estudios diseñados. A pesar de que la hipometilación del ADN global en los leucocitos de sangre se asoció con un mayor riesgo de cáncer en el meta-análisis, la hipometilación del ADN a nivel mundial puede ser útil como un biomarcador de susceptibilidad al cáncer, pero no una herramienta de diagnóstico para el cáncer. Debido a que es difícil decidir el punto de corte de la hipometilación de un biomarcador de riesgo de cáncer, la sensibilidad y la especificidad de la hipometilación mundial con respecto a los riesgos de cáncer no se pudo determinar.
En resumen, la hipometilación del ADN a nivel mundial en la sangre periférica leucocitos pueden ser considerados como un biomarcador para el riesgo de cáncer. Sin embargo, la asociación con el riesgo de cáncer puede variar con los métodos experimentales, y la región de orientación de ADN para medir los niveles mundial hypomethylation, y el tipo de cáncer. Hay numerosos métodos disponibles para medir la metilación del ADN global, pero se limitan a los estudios epidemiológicos, que requieren técnicas que son de alto rendimiento, precisa y económica. Se necesita más investigación para dilucidar los marcadores sustitutos para los niveles globales de metilación del ADN y determinar si la hipometilación del ADN a nivel mundial es un marcador de riesgo de cáncer con grandes estudios de cohortes.