Малая ГТФаза Rab3B: биологические свойства и возможная роль в канцерогенезе

Proteins of the superfamily of small guanosine triphosphate hydrolase (GTPase) perform various functions: from the control of cell proliferation to the regulation of vesicular transport. The superfamily of small GTPase Ras includes more than 150 proteins, devided to 5 major families (Arf, Ran, Rho, Ras and Rab), and plays an important role in carcinogenesis. Compared to the other families, the Rab family was investigated by relatively small number studies, which does not equally reflect their role in malignant transformation processes. In our review  we have focused on both the subfamily Rab3 and its poorly investigated member Rab3B. Recent findings allow to consider Rab3B not only  as a promising diagnostic or prognostic marker for several types of neoplasms, but also is a potential target for antitumor therapy. Our analysis of publicly available transcriptional databases revealed that kidney, lung and liver cancer patients with low Rab3B gene expression demonstrate a better overall five-year survival.Белки суперсемейства малых гуанозинтрифосфат гидролаз (ГТФаз) выполняют различные функции: от контроля клеточной пролиферации до регуляции везикулярного транспорта. Суперсемейство малых ГТФаз Ras включает более 150 белков, 5 основных семейств (Arf, Ran, Rho, Ras и Rab) и играет важную роль в канцерогенезе. По сравнению с остальными семействами малых ГТФаз, белкам семейства Rab посвящено относительно небольшое количество исследований, что не отражает их важную роль в процессах злокачественной трансформации. Помимо рассмотрения семейства Rab в целом, особое внимание в обзоре уделено подсемейству Rab3 и его малоизученному представителю Rab3B. Накопленные к настоящему времени данные позволяют рассматривать Rab3B не только как перспективный диагностический или прогностический маркер при целом ряде новообразований, но и как потенциальную мишень для противоопухолевой терапии. Проведенный нами анализ общедоступных транскриптомных баз данных показал, что пациенты с низкой экспрессией гена Rab3B демонстрируют лучшую общую 5-летнюю выживаемость при раке почки, легкого и печени

Методы детекции специфических для опухолевой ткани однонуклеотидных соматических мутаций в препаратах цДНК из плазмы крови

Introduction. Liquid biopsy is considered as a minimally invasive method of molecular genetic analysis that can be used for early diagnosis, prognosis of disease development, monitoring of residual disease or treatment outcomes, and selection of optimal drug therapy schemes for a patient. Along with the development of tests based on the study of panels of oncologically significant genes or their regions, for various forms of genetically heterogeneous tumors a promising approach could be the use as an object of liquid biopsy of an individual spectrum of somatic mutations of a particular patient that can be detected on the basis of high-throughput sequencing of tumor tissue.Aim. To determine the applicability of different methods for detecting single-nucleotide somatic mutations detected in tumor tissue of a particular patient in cDNA preparations from blood plasma obtained before surgical removal of the tumor and to evaluate the possibility of quantifying the proportion of the alternative variant in the total pool of cDNA. Materials and methods. We used normal and tumor tissue, as well as blood plasma samples from patients with hepatocellular carcinoma, and various methods for detecting single-nucleotide somatic mutations: real-time polymerase chain reaction (PCR) with intercalating dye or with TaqMan probes, droplet digital PCR and high-throughput sequencing of target amplicons.Results. Using the example of a somatic mutation in the TLN1 gene detected in tumor tissue of a patient with hepatocellular carcinoma, methods were developed and tested, each of which allows specific detection of the mutant variant in small amounts (2 ng) of cDNA from the blood plasma of the same patient. The use of droplet PCR and target amplicon sequencing methods allowed us to quantify the proportion of the mutant variant in the total cDNA pool, which was 19.7 and 23.5 %, respectively.Conclusion. Among the methods investigated, droplet digital PCR and targeted amplicon sequencing allow not only reliable detection of mutant variants in small amounts of cDNA, but also adequate quantification, which is particularly important for the development of ways to monitor tumor growth during treatment. The close values of the proportion of mutant variants in cDNA detected by these methods indicate the accuracy of quantitative analysis and the possibility of their use for cross-validation of the results obtained.Введение. Жидкостная биопсия рассматривается как малоинвазивный способ проведения молекулярно-генетического анализа, который может быть использован для ранней диагностики, прогноза течения заболевания, мониторинга остаточной болезни или результатов лечения, а также выбора оптимальных для пациента схем лекарственной терапии. Наряду с разработкой тестов, основанных на исследовании панелей онкологически значимых генов или их участков, для различных форм генетически гетерогенных опухолей перспективным подходом может стать использование в качестве объекта жидкостной биопсии индивидуального спектра соматических мутаций конкретного больного, которые могут быть выявлены с помощью высокопроизводительного секвенирования опухолевой ткани.Цель исследования - определить возможность использования различных методов детекции однонуклеотидных соматических мутаций, выявленных в опухолевой ткани конкретного пациента, в препаратах циркулирующей ДНК (цДНК) из плазмы крови, полученных до хирургического удаления опухоли, и выявить возможность количественной оценки доли альтернативного варианта в общем пуле цДНК.Материалы и методы. В работе использованы препараты нормальной и опухолевой тканей, плазмы крови пациентов с гепатоцеллюлярной карциномой, а также различные методы детекции однонуклеотидных соматических мутаций: полимеразная цепная реакция (ПЦР) в реальном времени с интеркалирующим красителем или с зондами TaqMan, капельная цифровая ПЦР и высокопроизводительное секвенирование таргетных ампликонов.Результаты. На примере соматической мутации в гене TLN1, выявленной в опухолевой ткани пациента с гепатоцеллюлярной карциномой, разработаны и апробированы методы, каждый из которых позволяет специфично детектировать мутантный вариант в малых количествах (2 нг) цДНК из плазмы крови того же пациента. использование капельной ПЦР и секвенирования таргетных ампликонов позволило провести количественную оценку долей мутантного варианта в общем пуле цДНК, которые составили 19,7 и 23,5 % соответственно.Заключение. Капельная цифровая ПЦР и таргетное секвенирование ампликонов позволяют не только надежно детектировать мутантные варианты в малых количествах цДНК, но и адекватно проводить их количественную оценку, что особенно важно для разработки способов мониторинга опухолевого роста в процессе лечения. Близкие значения доли мутантного варианта в цДНК, детектированной этими методами, свидетельствуют о точности количественного анализа и возможности их использования для кросс-валидации получаемых результатов

Small GTPase Rab3B: biological properties and possible role in carcinogenesis

Proteins of the superfamily of small guanosine triphosphate hydrolase (GTPase) perform various functions: from the control of cell proliferation to the regulation of vesicular transport. The superfamily of small GTPase Ras includes more than 150 proteins, devided to 5 major families (Arf, Ran, Rho, Ras and Rab), and plays an important role in carcinogenesis. Compared to the other families, the Rab family was investigated by relatively small number studies, which does not equally reflect their role in malignant transformation processes. In our review  we have focused on both the subfamily Rab3 and its poorly investigated member Rab3B. Recent findings allow to consider Rab3B not only  as a promising diagnostic or prognostic marker for several types of neoplasms, but also is a potential target for antitumor therapy. Our analysis of publicly available transcriptional databases revealed that kidney, lung and liver cancer patients with low Rab3B gene expression demonstrate a better overall five-year survival