Introduction. Uterine cancer is a leading gynecologic oncology morbidity. Early prediction of metastatic disease is critical for treatment decisions. Therefore, the search for minimally invasive molecular markers for predicting metastasis is a pressing issue. Promising biomarkers in this regard include gene copy number values in circulating cell-free DNA (cfDNA) in plasma.
Aim. To analyze the relative copy number of genes regulating mitochondrial function in plasma of uterine cancer patients to develop a minimally invasive method for predicting metastasis.
Materials and methods. The bioinformatics phase of the study identified a list of genes associated with mitochondrial dysfunction and abnormal copy number in uterine cancer. The study included 98 patients diagnosed with adenocarcinoma of the corpus uteri (G1 (n = 43), G2 (n = 35) and G3 (n = 20)), 15 patients with uterine myoma and 20 conditionally healthy donors. The relative copy number of 13 genes was determined by quantitative real-time polymerase chain reaction on cfDNA samples from blood plasma. ROC analysis and LASSO-penalized (LASSO – Least Absolute Shrinkage and Selection Operator) logistic regression were used to select markers.
Results. A significant decrease in relative copy number of mtSSB, MT-RNR2, NRF1, MGME1, and MT-CO1 in plasma was revealed in uterine cancer patients (p <0.005) with a metastatic course of the disease, moreover, the degree of change in copy number increased from G1 to G3. LASSO regression analysis enabled the selection of three genes: mtSSB, MT-RNR2, and MGME1. The combined panel achieved an area under the curve (AUC) of 0.98 (95 % confidence interval 0.96–1.00), a sensitivity of 95 %, and a specificity of 92 % for predicting metastases.
Conclusion. Thus, determination of the copy number of the mtSSB, MT-RNR2 and MGME1 genes in blood plasma has potential for use in minimally invasive prediction of metastatic lesions in uterine cancer.
Введение. Рак тела матки занимает лидирующие позиции в структуре онкогинекологической заболеваемости. Раннее прогнозирование метастатического поражения имеет критическое значение для выбора тактики лечения, поэтому поиск малоинвазивных молекулярных маркеров данной патологии является актуальной задачей. Перспективными биомаркерами могут служить показатели копийности генов (copy number variation) в циркулирующей внеклеточной ДНК (внДНК) плазмы крови.
Цель исследования – анализ относительной копийности генов, регулирующих функционирование митохондрий, в плазме крови у больных раком тела матки для разработки малоинвазивного метода прогнозирования метастазирования.
Материалы и методы. На биоинформационном этапе исследования выявлены гены, ассоциированные с митохондриальной дисфункцией и аномальной копийностью при раке тела матки. В исследование включены 98 больных с аденокарциномой тела матки G1 (n = 43), G2 (n = 35) и G3 (n = 20), 15 пациенток с миомой матки и 20 условно-здоровых доноров. Относительная копийность 13 генов определялась методом количественной полимеразной цепной реакции в реальном времени на образцах внДНК плазмы крови. Для отбора маркеров применяли ROC-анализ и LASSO-пенализованную (LASSO – Least Absolute Shrinkage and Selection Operator) логистическую регрессию.
Результаты. Выявлено значительное снижение относительной копийности генов mtSSB, MT-RNR2, NRF1, MGME1 и MT-CO1 в плазме крови больных раком тела матки (p <0,005) с метастазированием, при этом степень изменения копийности возрастала от G1 к G3. LASSO-регрессионный анализ позволил отобрать 3 гена – mtSSB, MT-RNR2 и MGME1, – комбинированная панель которых при прогнозировании метастазов имела следующие показатели: площадь под кривой (AUC) = 0,98 (95 % доверительный интервал 0,96–1,00), чувствительность 95 %, специфичность 92 %.
Заключение. Таким образом, определение копийности генов mtSSB, MT-RNR2 и MGME1 в плазме крови можно использовать в малоинвазивном прогнозировании метастатического поражения при раке тела матки.