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Somatic Mitochondrial DNA Point Mutations Used as Biomarkers to Demonstrate Genomic Heterogeneity in Primary Prostate Cancer

Résumé

Primary prostate tumor heterogeneity is poorly understood, leaving research efforts with challenges regarding the initiation and advancement of the disease. The growth of tumor cells is accompanied by mutations in nuclear and in mitochondrial genomes. Thus, mitochondrial DNA mutations may be used as tumor cell markers. By the use of laser capture microdissection coupled with assays for mitochondrial point mutation detection, mtDNA mutations were used to trace mutated cells at a histological level. Point mutations in mtDNA were determined in 12 primary prostate cancers. The tumors represent different pathology-prognostic grade groups. Known mutational hotspots of the mtDNA were scanned for heteroplasmy. All specimens with mtDNA heteroplasmy were subsequently subsampled by laser capture microdissection. From a total number of 1728 microsamples, mitochondrial DNA target sequences were amplified and base substitutions detected by cycling temperature capillary electrophoresis. Real-time PCR was used as a quantitative assay to determine the relative mtDNA copy number of 12 tumors studied, represented by two samples from each (N = 24); a high degree (75%) demonstrated tumor specimen heterogeneity. A grid of 96 spots isolated by laser capture microdissection demonstrated interfocal sample heterogeneity and increased the limit of detection. The spots demonstrated a wide range of mutant fractions from 0 to 100% mutant copies. The mitochondrial DNA copy number in the samples was determined by real-time PCR. No correlation between copy number and pathology-prognostic grade groups was observed. Somatic mitochondrial DNA point mutations represent traceable biomarkers demonstrating heterogeneity in primary prostate cancer. Mutations can be detected in areas before changes in tissue histopathology are evident to the pathologist.

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Génome mitochondrial
Les mitochondries sont des organites présents dans la grande majorité des cellules eucaryotes qui seraient issues de l'endosymbiose d'une alpha-protéobactérie, il y a environ deux milliards d'années (théorie endosymbiotique). Au cours de l'évolution, les mitochondries ont conservé leur propre génome, qui, bien que très réduit par rapport à celui d'une bactérie, est essentiel au bon fonctionnement de ces organites. Confiné à l'intérieur des mitochondries, organites qui produisent l'énergie cellulaire, le génome mitochondrial (ADNmt) est distinct de l'ADN contenu dans le noyau.
Mutation génétique
thumb|Un exemple de mutation homéotique : une drosophile Antennapedia Une est une modification rare, accidentelle ou provoquée, de l'information génétique (séquence d’ADN ou d’ARN) dans le génome. Selon la partie du génome touchée, les conséquences d'une mutation peuvent varier. Une mutation est dite héréditaire si la séquence génétique mutée est transmise à la génération suivante (voir mutations germinales). Elle est l’un des éléments de la biodiversité et l’un des nombreux facteurs pouvant éventuellement participer dans l'évolution de l'espèce.
Mutation ponctuelle
500px|aucun|droite Une mutation ponctuelle est un changement de la structure du gène, affectant un à plusieurs nucléotides (entre un et dix). Il existe quatre types de mutations ponctuelles : mutation par substitution : remplacement d’un (ou plusieurs) nucléotides par un autre (ou plusieurs autres) ; mutation par insertion : ajout d’un ou plusieurs nucléotides ; mutation par délétion : perte d'un ou plusieurs nucléotides.
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