Введение

В настоящее время верификация большинства клинических диагнозов в дерматологии опирается на гистопатологическое исследование, которое носит субъективный характер и требует проведения хирургической биопсии кожи.

Анализ экспрессии генов представляет собой более объективный подход, способный существенно повысить качество ведения пациентов со злокачественными новообразованиями и воспалительными дерматозами.

Методы молекулярно-генетического анализа

Современные методы молекулярного анализа в дерматологии по-прежнему требуют получения образцов тканей путем хирургической биопсии. К ним относятся:

Данные исследования позволяют прогнозировать биологическое поведение меланоцитарных новообразований, включая меланому.

Метод тейп-стриппинга (клейкой ленты)

Тейп-стриппинг (соскоб клейкой лентой) применяется для неинвазивного забора эпидермальных клеток с поверхности кожи.

  • Рибонуклеиновая кислота (РНК) может быть выделена из клеток, фиксированных на адгезивной ленте.
  • Полученную РНК можно количественно оценить с помощью полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР) и профилировать с использованием ДНК-микрочипов.
  • РНК, полученная методом тейп-стриппинга, точно отражает физиологическое состояние тканей в режиме реального времени и позволяет выявлять профили дифференциальной экспрессии генов.

Для выявления различий в экспрессии генов между меланомой и другими пигментными образованиями кожи был проведен скрининг всего генома человека. Уровни экспрессии всех 30 000 генов человека измерялись в образцах меланомы и доброкачественных образований, полученных с помощью адгезивных пластырей. С использованием современных методов машинного обучения и статистического анализа была определена панель из шести генов, уровни РНК которых позволяют достоверно дифференцировать меланому от других пигментных поражений кожи.

Ген PRAME (антиген, преимущественно экспрессируемый в меланоме) играет важную роль в онкогенезе (опухолевой трансформации), а ген LINC00518 (длинная межгенная некодирующая РНК 518) относится к недавно описанному классу регуляторных молекул РНК; экспрессия обоих генов значительно повышена в меланоме по сравнению с другими новообразованиями. Оставшиеся четыре гена служат референсными маркерами нормы для лабораторного контроля.

На основе профилей экспрессии LINC00518 и PRAME в образцах тканей кожи, полученных с помощью адгезивных пластырей, был разработан тест для анализа пигментных образований — Pigmented Lesion Assay (PLA; DermTech, Inc., Калифорния, США). Крупное валидационное исследование с участием 555 пациентов показало, что тест PLA классифицирует пигментные образования кожи с чувствительностью 92% и специфичностью 69%. Применение PLA позволило дерматологам повысить среднюю чувствительность выявления подозрительных на меланому элементов с 95,0% до 98,6% (p = 0,01), при этом специфичность возросла с 32,1% до 56,9% (p < 0,001).

Анализ экспрессии генов при воспалительных заболеваниях

В настоящее время разрабатываются панели экспрессии генов для идентификации воспалительных профилей цитокинов по образцам, собранным с помощью адгезивных пластырей.

  • Цитокины высвобождаются в ходе аутоиммунных и воспалительных реакций при таких заболеваниях, как псориаз, атопический дерматит и кожная красная волчанка.
  • Генно-инженерные биологические препараты (ГИБП), применяемые для лечения воспалительных дерматозов, селективно блокируют специфические цитокины.
  • Анализ изменений генной экспрессии позволяет выявить пациентов с конкретным цитокиновым профилем, которые с наибольшей вероятностью ответят на определенный вид таргетной терапии.
  • Оценка экспрессии генов может использоваться для мониторинга ответа на проводимое лечение и потенциального прогнозирования обострений у пациентов.

Другие области применения анализа экспрессии генов

Был предложен тест «Response TNF», призванный мониторировать состояние пациентов с псориазом, получающих биологическую терапию ингибиторами ФНО, и определять момент, когда требуется смена терапевтической тактики.

Тест «Cytokine Ex 17» измеряет экспрессию генов сигнального пути интерлейкина (IL)-17, включая ФНО-альфа и IL-23. Данный тест может применяться в качестве биомаркера в клинических исследованиях, а также для оценки цитокинового статуса кожи пациента.

Кроме того, проводятся клинические испытания для валидации неинвазивного теста экспрессии генов с целью выявления плоскоклеточного рака кожи и базальноклеточного рака по образцам, полученным с помощью адгезивных биопсийных тест-полосок.

Разработка новых направлений клинического применения данной технологии продолжается.

Резюме

Определение дифференциальной экспрессии генов методом неинвазивного тейп-стриппинга с поверхности кожи служит перспективным вспомогательным инструментом в диагностике меланомы, немеланомного рака кожи и воспалительных дерматозов.

Список литературы

  • Ferris LK, Jansen B, Ho J, et al. Utility of a noninvasive 2-gene molecular assay for cutaneous melanoma and effect on the decision to biopsy. JAMA Dermatol 2017; 153: 675–80. DOI: 10.1001/jamadermatol.2017.0473. PubMed
  • Gerami P, Yao Z, Polsky D, et al. Development and validation of a noninvasive 2-gene molecular assay for cutaneous melanoma. J Am Acad Dermatol. 2017; 76(1): 114–120. Journal
  • Morhenn VB, Chang EY, Rheins LA. A noninvasive method for quantifying and distinguishing inflammatory skin reactions. J Am Acad Dermatol 1999; 41 (5 Pt 1): 687–92. PubMed
  • Wachsman W, Morhenn V, Palmer T, et al. Noninvasive genomic detection of melanoma. Br J Dermatol 2011; 164: 797–806. DOI: 10.1111/j.1365-2133.2011.10239.x. PubMed
  • Wong R, Tran V, Morhenn V, et al. Use of RT-PCR and DNA microarrays to characterize RNA recovered by non-invasive tape harvesting of normal and inflamed skin. J Invest Dermatol 2004; 123: 159–67. DOI: 10.1111/j.0022-202X.2004.22729.x. PubMed

Материалы на DermNet

Дополнительные ресурсы

  • DermTech — компания-разработчик технологий анализа экспрессии генов

Книги по дерматологии