به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، متیلاسیون سیتوزین‌ها در سایت‌های CpG در سراسر ژنوم یک علامت اپی ژنتیکی است که به تنظیم بیان ژن کمک می‌کند. الگوهای متیلاسیون DNA مختص نوع بافت هستند، که در طول زندگی حفظ می‌شوند و تغییرات در طول تومورزایی را منعکس می‌کنند. متیلاسیون DNA اخیراً به عنوان یک ابزار تشخیصی برای طبقه بندی تومورها بر اساس ترکیبی از امضاهای رشدی حفظ شده و ایجاد جهش ظاهر شده است. 
جنبه‌های فنی متیلاسیون DNA
تجزیه و تحلیل متیلاسیون DNA در سطح ژنوم را می‌توان با استفاده از انواع پلتفرم‌های تحلیلی، اعم از توالی یابی یا مبتنی بر آرایه انجام داد. توالی یابی بی سولفیت کل ژنوم، توالی یابی بی سولفیت هدفمند مانند TruSeq Methyl Capture و آرایه متیلاسیون DNA سه رویکرد رایج را نشان می‌دهند. در حالی که توالی یابی بی سولفیت کل ژنوم جامع ترین است، به DNA با کیفیت بالا نیاز دارد، گران بوده و برای مواد پارافین جاسازی شده با فرمالین (FFPE) مناسب نیست. به طور مشابه، توالی متیلاسیون هدفمند، مانند TrueSeq MethylCapture، در حالی که ارزیابی بیش از 3.3 CpG با FFPE سازگار نیست. آرایه EPIC متیلاسیون DNA (Illumina, Inc, CA) به عنوان یک سنجش مولکولی غالب برای تجزیه و تحلیل ژنومی متیلاسیون DNA در بافت FFPE ظاهر شده است. علاوه بر سازگاری با FFPE، آرایه به ورودی DNA شروع نسبتاً کم نیاز دارد (250 نانوگرم ورودی DNA در مقایسه با 500 نانوگرم برای توالی یابی MethylCapture هدفمند) و هزینه کمتری نیز دارد. 
ظهور طبقه‌بندی‌کننده‌های متیلاسیون DNA
در حالی که آرایه متیلاسیون DNA از زمان اولین تکرار آرایه‌های متیلاسیون DNA در TCGA و سایر تجزیه و تحلیل‌های کنسرسیومی تعبیه شده است، اخیراً امضاهای متیلاسیون DNA برای تولید امضاهای خاص تومور و تشخیص‌ها استفاده شده است. تومورهای مغزی را می‌توان با استفاده از امضاهای متیلاسیون DNA و الگوریتم یادگیری ماشینی مانند طبقه‌بندی‌کننده Random Forest به‌دقت طبقه‌بندی کرد. نتیجه Classifier به عنوان یک نمره کالیبره شده نشان داده می‌شود که نشان دهنده احتمال تعلق تومور به یک زیر کلاس معین است. مشخص شده است که برای دستیابی به حساسیت 0.989 و ویژگی 0.999 باید به یک امتیاز آستانه بیشتر از 0.9 رسید. برخی از تومورها بیشتر به زیر کلاس‌هایی تقسیم می‌شوند که نمره کالیبره شده برای آن‌ها باید بالاتر از 0.5 باشد. برای یک کلاس متیلاسیون، نمره طبقه‌بندی کالیبره شده بین 0.3 و 0.9 نامشخص در نظر گرفته می‌شود. 
طبقه بندی متیلاسیون DNA به عنوان یک ابزار تشخیصی
از آنجایی که TCGA آنالیز گلیوبلاستوما و طبقه‌بندی مولکولی مدولوبلاستوما را انجام داد، مشخص شد که تومورهای با هیستوپاتولوژی مشابه را می‌توان به زیر گروه‌های مولکولی و بالینی مجزا تقسیم کرد. قبل از متیلاسیون DNA، تومورهای عصبی اکتودرم ابتدایی CNS (CNS-PNETs) دسته وسیعی از تومورها بودند که با سلول‌های ظاهری جنینی کوچک، ضعیف، با تمایز گلیالی و عصبی مشخص می‌شدند. متیلاسیون DNA همچنین زیرگروه‌های مختلف اپی ژنتیکی را در تومورهای ژنتیکی کمتر ناهمگن نشان داده است، مانند تومورهای تراتوئید رابدوئید آتیپیک (ATRTs) که با از دست دادن SMARCB1 مشخص می‌شوند. سه زیر گروه مجزا از ATRTها، تقریباً همگی با از دست دادن SMARCB1، با استفاده از تجزیه و تحلیل متیلاسیون DNA، هر کدام با مکان‌های متفاوت و مسیرهای مشخص و احتمالاً قابل هدف کشف شدند: ATRT-TYR تیروزیناز بیانگر بیان بیش از حد، ATRT-SHH با سیگنال دهی شامل مسیر SHRT، و AT. MYC با بیان بیش از حد انکوژن MYC. متیلاسیون DNA همچنین برای طبقه‌بندی دقیق‌تر اپندیموم‌ها و ساب اپاندیموم‌ها به 8 دسته زیر استفاده شده است: ساب اپندیموم فوق‌تنتوریال، اپندیموم فوق‌تنتوریال، ساب اپندیموم حفره خلفی، اپندیموم حفره خلفی نوع A، اپندیموم حفره خلفی اپندیموم نوع B، اسپینال اسپینال، اسپینال ساب‌پندیمال. 
تجزیه و تحلیل عدد کپی با استفاده از متیلاسیون DNA
علاوه بر طبقه بندی کننده، داده‌ها، شماره کپی را می‌توان از داده‌های آرایه متیلاسیون DNA نیز تولید کرد. داده‌های شدت سیگنال خام از آرایه متیلاسیون DNA را می‌توان از طریق بسته مصرفی با استفاده از R تجزیه و تحلیل کرد. در تجزیه و تحلیل متیلاسیون DNA، هر CpG تجزیه و تحلیل شده توسط یک پروب برای متیله یا یک پروب برای متیله نشده نشان داده می‌شود. در تجزیه و تحلیل شماره کپی، شدت سیگنال پروب‌های متیله و غیر متیله جمع شده و با نمونه‌های مرجع سالم بدون تغییرات تعداد کپی مقایسه می‌شود و سپس با مکان کروموزومی ترسیم می‌شود. نسبت تعداد کپی بالا با تقویت یا تریزومی ارتباط دارد، نسبت تعداد کپی پایین با حذف ارتباط دارد. در صورتی که با شکسته شدن DNA و ریزحذف شدن همراه باشد، همجوشی ژن فرضی نیز می‌تواند یافت شود. 
تجزیه و تحلیل وضعیت متیلاسیون MGMT
گلیوبلاستوما اولیه ترین تومور بدخیم مغزی در بزرگسالان است که استاندارد فعلی مراقبت، برداشتن جراحی و به دنبال آن تموزولوماید و پرتودرمانی است. افزودن تموزولوماید برای برخی از بیماران منفعت بقا دارد، اما نه همه آن‌ها، به گونه‌ی که یک بیومارکر مولکولی برای پیش بینی موفقیت آمیز پاسخ بیمار مورد نیاز است. نشان داده شده است که هیپرمتیلاسیون پروموتر MGMT باعث افزایش حساسیت به تموزولوماید می‌شود و می‌تواند برای کمک به پیش بینی پاسخ به درمان استفاده شود. وضعیت متیلاسیون MGMT را می‌توان مستقیماً از داده‌های آرایه با استفاده از مدل MGMT-STP27 به دست آورد و بسیار با نتایج پیروسکانسینگ MGMT مطابقت دارد. 
تجزیه و تحلیل ریزمحیط تومور از متیلاسیون DNA کل تومور
تشخیص داده شده است که تومورها دارای پیچیدگی منطبق بر بافت‌های طبیعی هستند. زیست شناسی تومورها تنها در صورتی قابل درک است که سلول‌های تومور و همچنین ریزمحیط ایجاد شده توسط آن‌ها بررسی شود. سلول‌های سرطانی، سلول‌های اندوتلیال، پری سیت‌ها و سلول‌های ایمنی همگی در پیشرفت بیماری نقش دارند. مهارکننده‌های بازرسی به PD-1، PD-L1، و CTLA-4، پاسخ‌های متنوعی را وابسته به نوع تومور نشان می‌دهند. 
آرایه متیلاسیون DNA یک فرآیند 4 روزه است که می‌تواند بر روی بافت ثابت فرمالین و پارافین جاسازی شده انجام شود و کاربردهای زیادی در تنظیمات تشخیصی و بالینی دارد. بسیاری از مطالعات کاربرد داده‌های آرایه متیلاسیون DNA را در طبقه‌بندی دقیق‌تر تومورهای مغزی دشوار و همچنین طبقه‌بندی تومورهای مغزی مشابه بافت‌شناسی نشان داده‌اند که هر دو عامل مهم در درمان بیمار و همچنین تخصیص دقیق موارد در محیط کارآزمایی بالینی هستند. در طبقه‌بندی دقیق‌تر تومورهای مغزی با استفاده از آرایه متیلاسیون DNA، موجودیت‌های توموری جدید مانند تومور چندشکلی درجه پایین آستروسیتومای جوان و درجه بالا با ویژگی‌های پیلوید در جدیدترین تکرار طبقه‌بندی سازمان جهانی بهداشت سیستم عصبی مرکزی گنجانده شده است. تومورها علاوه بر طبقه‌بندی‌کننده، داده‌های جمع‌آوری‌شده از آرایه متیلاسیون DNA نیز می‌تواند برای تولید داده‌های شماره کپی و همچنین ارزیابی ریزمحیط تومور استفاده شود، که هر دو به طور مستقیم بر درمان تأثیر می‌گذارند. متیلاسیون DNA همچنین می‌تواند به ترتیب برای نشانگرهای زیستی خاص و پروموترهای مرتبط با سرطان مانند وضعیت متیلاسیون پروموتر MGMT و وضعیت MLH1 استفاده شود. متیلاسیون DNA یک روش قوی با کاربردهای مختلف تشخیصی و بالینی است.
پایان مطلب/.