Published February 22, 2012 | Version v1
Publication Open

Interpretation of genome-wide infinium methylation data from ligated DNA in formalin-fixed, paraffin-embedded paired tumor and normal tissue

Creators

  • 1. University of Chicago
  • 2. Bangabandhu Sheikh Mujib Medical University
  • 3. University of Chicago Research Bangladesh

Description

Formalin-fixed, paraffin-embedded (FFPE) samples are a highly desirable resource for epigenetic studies, but there is no suitable platform to assay genome-wide methylation in these widely available resources. Recently, Thirlwell et al. (2010) have reported a modified ligation-based DNA repair protocol to prepare FFPE DNA for the Infinium methylation assay. In this study, we have tested the accuracy of methylation data obtained with this modification by comparing paired fresh-frozen (FF) and FFPE colon tissue (normal and tumor) from colorectal cancer patients. We report locus-specific correlation and concordance of tumor-specific differentially methylated loci (DML), both of which were not previously assessed.We used Illumina's Infinium Methylation 27K chip for 12 pairs of FF and 12 pairs of FFPE tissue from tumor and surrounding healthy tissue from the resected colon of the same individual, after repairing the FFPE DNA using Thirlwell's modified protocol.For both tumor and normal tissue, overall correlation of β values between all loci in paired FF and FFPE was comparable to previous studies. Tissue storage type (FF or FFPE) was found to be the most significant source of variation rather than tissue type (normal or tumor). We found a large number of DML between FF and FFPE DNA. Using ANOVA, we also identified DML in tumor compared to normal tissue in both FF and FFPE samples, and out of the top 50 loci in both groups only 7 were common, indicating poor concordance. Likewise, while looking at the correlation of individual loci between FFPE and FF across the patients, less than 10% of loci showed strong correlation (r ≥ 0.6). Finally, we checked the effect of the ligation-based modification on the Infinium chemistry for SNP genotyping on an independent set of samples, which also showed poor performance.Ligation of FFPE DNA prior to the Infinium genome-wide methylation assay may detect a reasonable number of loci, but the numbers of detected loci are much fewer than in FF samples. More importantly, the concordance of DML detected between FF and FFPE DNA is suboptimal, and DML from FFPE tissues should be interpreted with great caution.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تعد العينات المثبتة بالفورمالين والمضمنة بالبارافين (FFPE) موردًا مرغوبًا للغاية للدراسات الجينية، ولكن لا توجد منصة مناسبة لفحص المثيلة على مستوى الجينوم في هذه الموارد المتاحة على نطاق واسع. في الآونة الأخيرة، أبلغ Thirlwell et al. (2010) عن بروتوكول إصلاح الحمض النووي المعدل القائم على الربط لإعداد الحمض النووي FFPE لفحص مثيلة الإنفينيوم. في هذه الدراسة، اختبرنا دقة بيانات المثيلة التي تم الحصول عليها مع هذا التعديل من خلال مقارنة أنسجة القولون الطازجة المجمدة (FF) و FFPE (الطبيعية والورم) من مرضى سرطان القولون والمستقيم. نبلغ عن الارتباط الخاص بالموضع وتوافق المواضع المميتة التفاضلية الخاصة بالورم (DML)، وكلاهما لم يتم تقييمه مسبقًا. استخدمنا رقاقة Infinium Methylation 27K من Illumina لـ 12 زوجًا من FF و 12 زوجًا من أنسجة FFPE من الورم والأنسجة السليمة المحيطة من القولون المقطوع لنفس الفرد، بعد إصلاح الحمض النووي FFPE باستخدام بروتوكول Thirlwell المعدل. بالنسبة لكل من الورم والأنسجة الطبيعية، كان الارتباط العام لقيم β بين جميع المواضع في FF و FFPE المقترنة مشابهًا للدراسات السابقة. وجد أن نوع تخزين الأنسجة (FF أو FFPE) هو أهم مصدر للاختلاف بدلاً من نوع الأنسجة (طبيعي أو ورم). وجدنا عددًا كبيرًا من DML بين الحمض النووي FF و FFPE. باستخدام ANOVA، حددنا أيضًا DML في الورم مقارنة بالأنسجة الطبيعية في كل من عينات FF و FFPE، ومن بين أفضل 50 موقعًا في كلتا المجموعتين، كانت 7 مواقع فقط شائعة، مما يشير إلى ضعف التوافق. وبالمثل، أثناء النظر إلى ارتباط المواضع الفردية بين FFPE و FF عبر المرضى، أظهر أقل من 10 ٪ من المواضع ارتباطًا قويًا (r ≥ 0.6). أخيرًا، تحققنا من تأثير التعديل القائم على الربط على كيمياء Infinium للتنميط الجيني لـ SNP على مجموعة مستقلة من العينات، والتي أظهرت أيضًا أداءً ضعيفًا. قد يكتشف ربط الحمض النووي FFPE قبل اختبار المثيلة على مستوى جينوم Infinium عددًا معقولًا من المواضع، لكن أعداد المواضع المكتشفة أقل بكثير من عينات FF. الأهم من ذلك، أن توافق DML المكتشف بين الحمض النووي FF و FFPE دون المستوى الأمثل، ويجب تفسير DML من أنسجة FFPE بحذر شديد.

Translated Description (French)

Les échantillons fixés au formol et inclus en paraffine (FFPE) sont une ressource hautement souhaitable pour les études épigénétiques, mais il n'existe aucune plate-forme appropriée pour tester la méthylation à l'échelle du génome dans ces ressources largement disponibles. Récemment, Thirlwell et al. (2010) ont rapporté un protocole modifié de réparation de l'ADN basé sur la ligation pour préparer l'ADN FFPE pour le test de méthylation de l'Infinium. Dans cette étude, nous avons testé l'exactitude des données de méthylation obtenues avec cette modification en comparant les tissus du côlon fraîchement congelés (FF) et FFPE (normaux et tumoraux) appariés de patients atteints de cancer colorectal. Nous rapportons la corrélation et la concordance locus-spécifiques des loci méthylés différentiellement (DML) spécifiques de la tumeur, qui n'ont pas été évalués auparavant. Nous avons utilisé la puce Infinium Methylation 27K d'Illumina pour 12 paires de FF et 12 paires de tissu FFPE de la tumeur et du tissu sain environnant du côlon réséqué du même individu, après avoir réparé l'ADN FFPE en utilisant le protocole modifié de Thirlwell. Pour la tumeur et le tissu normal, la corrélation globale des valeurs β entre tous les loci dans les FF et FFPE appariés était comparable aux études précédentes. Le type de stockage tissulaire (FF ou FFPE) s'est avéré être la source de variation la plus importante plutôt que le type de tissu (normal ou tumoral). Nous avons trouvé un grand nombre de DML entre FF et FFPE DNA. En utilisant l'ANOVA, nous avons également identifié la DML dans la tumeur par rapport au tissu normal dans les échantillons FF et FFPE, et sur les 50 premiers locus dans les deux groupes, seuls 7 étaient communs, indiquant une mauvaise concordance. De même, en examinant la corrélation des loci individuels entre la FFPE et la FF chez les patients, moins de 10 % des loci ont montré une forte corrélation (r ≥ 0,6). Enfin, nous avons vérifié l'effet de la modification basée sur la ligation sur la chimie de l'Infinium pour le génotypage SNP sur un ensemble indépendant d'échantillons, qui a également montré de mauvaises performances. La ligation de l'ADN FFPE avant le test de méthylation à l'échelle du génome d'Infinium peut détecter un nombre raisonnable de loci, mais le nombre de loci détectés est beaucoup moins élevé que dans les échantillons FF. Plus important encore, la concordance de la LMD détectée entre l'ADN FF et FFPE est sous-optimale, et la LMD des tissus FFPE doit être interprétée avec une grande prudence.

Translated Description (Spanish)

Las muestras fijadas en formalina e incluidas en parafina (FFPE) son un recurso muy deseable para los estudios epigenéticos, pero no existe una plataforma adecuada para analizar la metilación de todo el genoma en estos recursos ampliamente disponibles. Recientemente, Thirlwell et al. (2010) han informado de un protocolo de reparación de ADN basado en ligación modificado para preparar ADN de FFPE para el ensayo de metilación de Infinium. En este estudio, hemos probado la precisión de los datos de metilación obtenidos con esta modificación comparando el tejido de colon recién congelado (FF) y FFPE emparejado (normal y tumoral) de pacientes con cáncer colorrectal. Informamos la correlación específica del locus y la concordancia de los loci metilados diferencialmente (LMD) específicos del tumor, los cuales no se evaluaron previamente. Utilizamos el chip Infinium Methylation 27K de Illumina para 12 pares de FF y 12 pares de tejido FFPE del tumor y el tejido sano circundante del colon resecado del mismo individuo, después de reparar el ADN de FFPE utilizando el protocolo modificado de Thirlwell. Tanto para el tumor como para el tejido normal, la correlación general de los valores de β entre todos los loci en FF y FFPE emparejados fue comparable a estudios anteriores. Se encontró que el tipo de almacenamiento de tejido (FF o FFPE) era la fuente de variación más significativa en lugar del tipo de tejido (normal o tumoral). Encontramos un gran número de LMD entre el ADN de FF y FFPE. Usando ANOVA, también identificamos LMD en el tumor en comparación con el tejido normal en muestras de FF y FFPE, y de los 50 loci principales en ambos grupos, solo 7 fueron comunes, lo que indica una concordancia deficiente. Del mismo modo, al observar la correlación de los loci individuales entre FFPE y FF en los pacientes, menos del 10% de los loci mostraron una fuerte correlación (r ≥ 0.6). Finalmente, verificamos el efecto de la modificación basada en la ligación en la química de Infinium para el genotipado de SNP en un conjunto independiente de muestras, que también mostró un rendimiento deficiente. La ligación del ADN de FFPE antes del ensayo de metilación de todo el genoma de Infinium puede detectar un número razonable de loci, pero el número de loci detectados es mucho menor que en las muestras de FF. Más importante aún, la concordancia de LMD detectada entre el ADN de FF y FFPE es subóptima, y el LMD de los tejidos de FFPE debe interpretarse con gran precaución.

Files

1756-0500-5-117.pdf

Files (3.0 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:2fdbf58871753c68a89d4b0fc05c5b28
3.0 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تفسير بيانات مثيلة إنفينيوم على مستوى الجينوم من الحمض النووي المرتبط في الورم المقترن المثبت بالفورمالين والمضمن بالبارافين والأنسجة الطبيعية
Translated title (French)
Interprétation des données de méthylation de l'infinium à l'échelle du génome à partir de l'ADN ligaturé dans une tumeur appariée fixée au formol et incorporée en paraffine et dans un tissu normal
Translated title (Spanish)
Interpretación de los datos de metilación del infinio en todo el genoma a partir de ADN ligado en tejido normal y tumor emparejado incrustado en parafina y fijado en formalina

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2016016428
DOI
10.1186/1756-0500-5-117

Is supplement to
https://openalex.org/W3212149434 (Other)
https://openalex.org/W2902329290 (Other)
https://openalex.org/W2291484187 (Other)
https://openalex.org/W2214376880 (Other)
https://openalex.org/W2151182744 (Other)
https://openalex.org/W2107880877 (Other)
https://openalex.org/W2073893804 (Other)
https://openalex.org/W2052355316 (Other)
https://openalex.org/W2046964473 (Other)
https://openalex.org/W2024490794 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Bangladesh

References

  • https://openalex.org/W1505543021
  • https://openalex.org/W186096183
  • https://openalex.org/W1965262464
  • https://openalex.org/W1965301144
  • https://openalex.org/W1970149181
  • https://openalex.org/W1971937022
  • https://openalex.org/W1994322947
  • https://openalex.org/W1994473465
  • https://openalex.org/W2007470097
  • https://openalex.org/W2020413417
  • https://openalex.org/W2040257851
  • https://openalex.org/W2041140837
  • https://openalex.org/W2061623083
  • https://openalex.org/W2062421371
  • https://openalex.org/W2067959916
  • https://openalex.org/W2074526425
  • https://openalex.org/W2078727419
  • https://openalex.org/W2092075890
  • https://openalex.org/W2098442878
  • https://openalex.org/W2099892743
  • https://openalex.org/W2101170994
  • https://openalex.org/W2107972234
  • https://openalex.org/W2121308112
  • https://openalex.org/W2132148197
  • https://openalex.org/W2133766123
  • https://openalex.org/W2158774461
  • https://openalex.org/W2163125553
  • https://openalex.org/W2169903102
  • https://openalex.org/W2170029176
  • https://openalex.org/W2314185483