A simple silica based DNA isolation method for cell-free DNA analysis from liquid biopsy

[Sıvı Biyopsiden Hücre Dışı DNA Analizi Için Basit Silika Tabanlı, DNA İzolasyon Yöntemi]

Abstract

Objectives: Cell-freeDNA (cfDNA) is a promising biomarkerfor cancer diagnostics. Blood is used as a liquid biopsy materialwhichtransportsmany types of biological componentssuch as protein, circulating tumor cells, cfDNA, and extracellularRNAmolecules. In this study, the yield and purity ofextracted DNA were compared of seven different in-houseDNA isolation methods and two different commercial kitsfrom human blood samples.Methods: Different in-house methods, guanidine thiocyanate(GuSCN) with silica method, phenol-chloroformisoamylalcoholmethod-1, phenol-chloroform-isoamylalcoholmethod-2, phenol-chloroform-isoamylalcohol with ammoniumacetate method, sodium N-lauryl sarcosine withglycogen method, sodium acetate method, sodium chloridewith silica method and two different commercial kits “QuickcfDNAserum & plasma kit” and “plasma/serum cell-freecirculating DNA purification mini kit” were used. After DNAisolation, methods were compared with real time PCR technique(qPCR) and spectrophotometric methods.Results: The results showed that the newly modifiedGuSCN with silica method gave much higher purity andyield than any other analyzed in-house isolation methodsand commercial kits that were used.Conclusions: The GuSCN with silica method is simple toset up, easy to use, inexpensive and environmentally safe.The method would be an alternative method for cfDNAisolation from liquid biopsy samples.

Özet

Amaç: Hücre dışı DNA, kanser teşhisi için umut verici bir biyobelirteçtir. Protein, dolaşımdaki tümör hücreleri, hücre dışı RNA ve DNA molekülleri gibi birçok biyolojik bileşeni taşıyan kan, sıvı biyopsi olarak kullanılır. Bu çalışmada, insan kan örneklerinden izole edilen hücre dışı DNA’nın verimi ve saflığı, yedi farklı laboratuvar ortamında hazırlanan DNA izolasyon yöntemi ve iki farklı ticari kit ile karşılaştırılmıştır. Yöntemler: Laboratuvar ortamında hazırlanan, Silika Yöntemiyle Guanidin Tiyosiyanat (GuSCN), Fenol-Kloroformİzoamilalkol Yöntemi-1, Fenol-Kloroform-İzoamilalkol Yöntemi- 2, Fenol-Kloroform-İzoamilalkol- Amonyum Asetat yöntemi ile Sodyum Lauril Sarkosin-Glikojen yöntemi, Sodyum Asetat Yöntemi, Silika Yöntemiyle Sodyum Klorür ve iki farklı ticari kit “Quick-cfDNA Serum & Plasma Kit” ve “plasma/serum cell-free circulating DNA purification mini kit” kullanıldı. İzolasyon sonrasında yöntemlerin verimi ve saflığı qPCR ve spektrofotometrik yöntemlerle karşılaştırıldı. Bulgular: Silika ile modifiye edilmiş GuSCN yönteminin, kullanılan diğer laboratuvar ortamında hazırlanan izolasyon yöntemlerinden ve ticari kitlerden çok daha yüksek saflık ve verimde olduğu belirlendi. Sonuç: Geliştirilen yöntem, hazırlanması basit, kullanımı kolay, ucuz ve çevreye zararsızdır. Geliştirilen bu yöntem, sıvı biyopsi örneklerinden cfDNA izolasyonu için alternatif bir yöntem olarak kullanılabilecektir.