Analyse av DNA-varianter

Kreft oppstår som en konsekvens av uopprettelige skader i viktige deler av arvematerialet. Skadene er forskjellige fra krefttilfelle til krefttilfelle, men skyldes ofte mutasjoner i tumorsuppressorgener og onkogener. Skadene akkumuleres i premaligne celler som etter hvert viser større og større grad av aggressivitet, invasivitet og autonomi. Flere studier har vist korrelasjon mellom medisinsk intervensjon og forskjellige skader og polymorfier i kreftcellenes DNA. For eksempel er det rapportert at 5-fluorouracil gir redusert terapeutisk effekt i behandlingen av coloncancer ved tilstedeværelse av k-ras- eller TP53-mutasjoner i kreftcellene. Videre er det vist at polymorfier i genet dihydropyrimidin dehydrogenase fører til forskjellig omsetning av 5-fluorouracil. Lav omsetning fører til økt konsentrasjon og toksiske bivirkninger på blodceller, nervesystemet og mage-tarm-kanalen. Høy omsetning gir suboptimal konsentrasjon av 5-fluorouracil i kreftcellene. I dag er det ikke rutine å analysere mutasjoner og polymorfier forut for medisinsk adjuvant behandling av cancer.

I avhandlingen vises det at ulike DNA-skader og polymorfier i arvematerialet kan analyseres i store grupper av pasienter med høy presisjon og enkel analyse. Metoden som er utviklet, bygger på DNA-smelteteori som beskriver oppsmelting av dobbelttrådig DNA til enkeltrådig DNA under påvirkning av temperatur eller kjemisk denaturant. Forskjellige DNA-sekvenser smelter på en karakteristisk måte og kan separeres under elektroforese. Ved applisering av DNA-smelteteori på kommersielt tilgjengelige kapillar elektroforese-instrumenter, kan mutasjoner i forskjellige DNA-sekvenser identifiseres direkte i store materialer (96 DNA-prøver per 30 minutter). Dette kan gjøres med høy sensitivitet og reproduserbare resultater til lave kostnader.

De siste årene har mikromatriseteknikk (micro-array) gjort det mulig å undersøke flere geners funksjonelle uttrykk i samme undersøkelse. Konsekvensen av dette er at man kan få et mer fokusert søk etter viktige gener i forskjellige biokjemiske prosesser. Innen kreftforskning vil man sannsynligvis ved denne teknikken kunne identifisere gensekvenser som er viktig i tumorigenese og som kan føre til subklasifikkasjon av forskjellige krefttyper. For å kunne utnytte informasjon fra denne type teknikker i diagnose, prognose og behandlingsøyemed er det viktig med hurtige og sensitive metoder for enkeltgenanalyse.

Smeltegelteknikk som er brukt i avhandlingen, kan brukes på store deler av arvematerialet med små justeringer. Metodologien som er beskrevet i avhandlingen er generell og kan appliseres til alle kommersielt tilgjengelige kapillar elektroforese-instrumenter designet for DNA-analyse. Videre er teknikken enkel. Kun to trinn er nødvendig for identifikasjon av DNA-varianter, polymerasekjedereaksjon og denaturerende kapillar elektroforese.