Систематическая оценка протоколов подготовки образцов ДНК из кала для скрининга колоректального рака путем анализа биомаркеров метилирования ДНК (аннотация)

Цели
Скрининг рака толстой кишки (CRC) с использованием образцов стула в настоящее время используется в повседневной практике, где анализ метилирования ДНК опухоли по ведущим маркерам, таким как NDRG4 и SDC2, является неотъемлемой частью теста. Тем не менее, обработка образцов стула для воспроизводимого и эффективного извлечения геномной ДНК человека остается узким местом для дальнейших исследований.

Методы
Мы систематически оценивали несколько факторов, участвующих в обработке образцов стула и экстракции ДНК. К этим факторам относятся: обработка стула (твердые и гомогенизированные образцы), подготовка ДНК из супернатанта и осадка, а также извлечение ДНК методами, основанными на колонках и магнитных частицах. Кроме того, для оценки клинической эффективности оптимального протокола использовались уровни метилирования SDC2 и NDRG4.

Результаты
Выход суммарной и человеческой геномной ДНК (hgDNA) был не воспроизводимым при использовании твердых образцов стула, возможно, из-за вариаций выборки. Более воспроизводимые результаты были получены из гомогенизированных образцов стула. Для дальнейшего анализа была выбрана экстракция ДНК на основе магнитных частиц с использованием супернатанта из гомогенизированного стула в связи с лучшей воспроизводимостью, более высоким выходом hgDNA, меньшим фоном не hgDNA, а также возможностью автоматизации. С помощью этого протокола комбинация сигналов метилирования SDC2 и NDRG4 с линейной регрессионной моделью позволила достичь чувствительности и специфичности 81,82 и 93,75% соответственно.

Выводы 
Посредством систематической оценки различных методов обработки стула и извлечения ДНК мы создали воспроизводимый протокол для анализа маркеров метилирования ДНК опухоли в образцах стула для скрининга рака толстой кишки.