Instabilité des microsatellites : Définition, Tests et Signification

Qu'est-ce que l'instabilité des microsatellites (MSI) ?

Définition

Instabilité des microsatellites (MSI) se produit lorsque des erreurs dans la réplication de l'ADN ne sont pas corrigées, entraînant des mutations dans les microsatellites—de courtes séquences d'ADN répétitives. Dans des conditions normales, le système de réparation des erreurs d'appariement de l'ADN (MMR) détecte et corrige ces erreurs. Mais lorsque ce mécanisme échoue, l'instabilité s'installe, conduisant à une accumulation de mutations qui peuvent déclencher des changements cancéreux.

Mécanisme

Les microsatellites sont dispersés dans tout le génome comme des panneaux de signalisation génétiques. Si le système MMR fonctionne mal—souvent en raison de mutations dans des gènes comme MLH1, MSH2, MSH6 ou PMS2—ces panneaux deviennent peu fiables. Le résultat ? Des altérations incontrôlées dans les régions de microsatellites, qui peuvent ouvrir la voie à la formation de tumeurs et à la progression du cancer.

Causes de l'IMR

Qu'est-ce qui déclenche l'IMS ? Une variété de facteurs génétiques et épigénétiques peuvent mettre cette instabilité en mouvement :

  • Les mutations somatiques dans les gènes MMR—le plus souvent MLH1—perturbent les fonctions de réparation.
  • Les mutations héréditaires, comme celles observées dans le syndrome de Lynch, augmentent le risque de cancer héréditaire.
  • Le silençage épigénétique, en particulier l'hyperméthylation du promoteur MLH1, désactive des gènes de réparation cruciaux.

Caractéristiques clés de MSI

  • Microsatellites se composent de courtes séquences d'ADN répétées (1-6 paires de bases) présentes dans tout le génome.
  • Cellules saines compter sur le système MMR pour garantir que les séquences de microsatellites restent stables pendant la division cellulaire.
  • Dans les cellules affectées par l'IMR.cette régulation s'effondre, entraînant des changements imprévisibles dans les longueurs des microsatellites.

Prévalence et impact clinique

MSI n'est pas un phénomène rare : il joue un rôle clé dans la biologie du cancer.

15 à 20 % des cancers colorectaux présentent une instabilité des microsatellites (MSI).

30 % des cancers de l'endomètre présentent une instabilité des microsatellites (MSI), soulignant son importance diagnostique.

15 % des cancers gastriques présentent également une instabilité des microsatellites (MSI), ce qui influence les approches de traitement.

Plus qu'une simple anomalie génétique, le MSI agit comme un biomarqueur qui aide les médecins à évaluer les risques de cancer, à affiner les diagnostics et à déterminer des stratégies de traitement personnalisées, en particulier à l'ère de l'immunothérapie.

Types d'instabilité des microsatellites

Classification MSI Niveau d'instabilité Description
MSI-H (Instabilité des microsatellites élevée) Élevé Niveaux élevés d'instabilité ; liés à des altérations génétiques sévères.
MSI-Bas (MSI-B) Intermédiaire Niveau modéré d'instabilité.
MSS (Stable en Microsatellites) Aucun Aucune instabilité détectée ; réplication de l'ADN normale.

MSI-H (Instabilité des microsatellites élevée)

MSI-H, ou instabilité des microsatellites élevée, fait référence à un état où l'instabilité des microsatellites est significativement accrue, généralement marquée par une instabilité d'au moins 30 % des marqueurs génétiques analysés. Ce niveau d'instabilité est souvent associé à des changements génétiques sévères et se retrouve couramment dans divers types de cancer. Par exemple, dans une étude exhaustive qui a exploré 39 types de cancer, la prévalence de MSI-H variait, le carcinome endométrial étant en tête avec 31,4 %. Mais ce qui est encore plus intéressant ? Les tumeurs MSI-H répondent souvent plus favorablement aux inhibiteurs de points de contrôle immunitaire, ce qui fait du test MSI un outil crucial pour personnaliser les plans de traitement du cancer. La recherche soutient de manière constante l'idée que le statut MSI-H peut prédire les réponses à l'immunothérapie dans plusieurs types de cancer.

MSI-Bas (MSI-B)

D'autre part, MSI-Low (ou MSI-L) représente un niveau intermédiaire d'instabilité. Ici, l'instabilité se retrouve dans environ 15 % à 29 % des marqueurs analysés. Bien que ce ne soit pas aussi drastique que MSI-H, cela affecte néanmoins la stabilité génétique et joue un rôle dans le développement du cancer. Fait intéressant, des études examinant différentes méthodes de détection de l'MSI suggèrent que les tumeurs MSI-L présentent souvent un défi en matière de classification, car elles se situent dans une zone grise—ne correspondant ni entièrement aux critères de MSI-H ni à ceux de MSS (Microsatellite Stable). C'est comme un terrain d'entente, où les choses sont un peu moins claires.

Stable en microsatellites (MSS)

Maintenant, examinons le MSS, ou Microsatellite Stable. Ce sont les cancers qui ne montrent aucune instabilité significative : moins de 15 % des marqueurs présentent des signes d'instabilité des microsatellites (MSI). Dans ces cas, la réplication de l'ADN est largement intacte et les régions de microsatellites restent stables. Mais voici où cela devient important : les tumeurs MSS sont souvent non réactives aux inhibiteurs de points de contrôle immunitaire, c'est pourquoi le test MSI devient essentiel pour élaborer des plans de traitement efficaces. Il fournit les informations nécessaires pour déterminer si un patient pourrait bénéficier de nouveaux traitements d'immunothérapie, ou si d'autres approches sont nécessaires.

Tests et analyses MSI : méthodes et technologies

Test de l'instabilité des microsatellites (MSI) est essentiel pour identifier les déficiences de réparation des mésappariements dans divers cancers, notamment le cancer colorectal. Plusieurs techniques de laboratoire sont utilisées pour détecter l'IMR, chacune ayant des avantages et des limitations distincts.

Techniques pour les tests MSI

Réaction de polymérase en chaîne (PCR) :

La PCR est une méthode largement utilisée pour détecter l'instabilité des microsatellites (MSI) en amplifiant des régions microsatellites spécifiques et en les examinant pour détecter des instabilités. Cette technique consiste à comparer la longueur des séquences de microsatellites dans l'ADN tumoral avec celui de l'ADN des tissus normaux. Par exemple, une étude de Peltomäki (2003) a montré que la PCR est particulièrement efficace pour identifier l'MSI dans le cancer colorectal, en particulier dans les cas liés au syndrome de Lynch. De plus, le système de PCR pentaplex, une version améliorée de la PCR, va encore plus loin en offrant une plus grande sensibilité et spécificité dans la détection de l'MSI (Jiang et al., 2018).

Séquençage de nouvelle génération (NGS):

Si vous recherchez une approche plus approfondie, le séquençage de nouvelle génération (NGS) est la solution. Il offre un aperçu complet des mutations génétiques plus larges, rendant possible de détecter MSI avec une grande précision. En fait, des recherches ont montré que le séquençage de nouvelle génération (NGS) a une concordance de 97 % avec les techniques traditionnelles de PCR et d'immunohistochimie (Pabalan et al., 2020). Ce qui rend le NGS encore plus passionnant, c'est sa capacité à analyser plusieurs loci de microsatellites à la fois, fournissant des aperçus plus profonds sur l'instabilité génétique des cellules cancéreuses. Au-delà de l'instabilité des microsatellites (MSI), le NGS révèle également une plus large gamme de mutations, ce qui est de plus en plus crucial à l'ère de l'oncologie de précision.

Immunohistochimie (IHC) :

L'IHC est un autre acteur clé dans le domaine des tests MSI. Elle se concentre sur l'identification de la perte de protéines MMR dans les tissus tumoraux, ce qui est un signe distinctif de l'MSI. Avec l'aide d'anticorps, l'IHC détecte des protéines telles que MLH1, MSH2, MSH6 et PMS2, qui sont souvent perdues dans les tumeurs avec MSI. Dans le cancer colorectal, l'IHC et la PCR sont généralement considérées comme équivalentes en ce qui concerne les tests MSI (Ruffin et al., 2019). Cependant, bien que l'IHC soit excellente pour repérer la perte de protéines, elle ne détecte pas toujours tous les types de MSI, en particulier lorsque les mutations n'affectent pas l'expression des protéines mais perturbent néanmoins la stabilité des microsatellites.

Analyse de fusion à haute résolution (HRM) :

Une méthode plus récente, la HRM, gagne en popularité en tant que moyen rapide et économique de détecter l'instabilité des microsatellites (MSI). La HRM mesure la température de fusion des fragments d'ADN pour évaluer l'instabilité des séquences, et des études comme celle de Capelle et al. (2014) ont démontré que la HRM peut être une alternative fiable à la PCR pour détecter des changements microsatellites à petite échelle. Bien que la HRM ne soit pas aussi largement utilisée que la PCR, elle présente des avantages distincts dans des contextes où le temps et le coût sont des facteurs critiques, comme dans les essais cliniques ou les étapes de diagnostic initiales.

Biopsies liquides :

Les biopsies liquides représentent la nouvelle frontière dans le test de l'instabilité des microsatellites (MSI). Ces tests non invasifs, qui analysent l'ADN tumoral circulant (ctDNA) trouvé dans des échantillons de sang, offrent la promesse d'une détection et d'un suivi plus précoces des cancers MSI-élevés. Une étude de Wang et al. (2018) a mis en avant les biopsies liquides comme une méthode viable pour détecter le MSI dans une gamme de cancers, y compris le colorectal. C'est un véritable changement de jeu pour les patients qui ne sont pas des candidats appropriés pour des biopsies tissulaires traditionnelles, rendant possible le suivi du statut MSI au fil du temps sans avoir besoin de procédures invasives.

Pour plus d'informations sur les tests MSI, voir Service de génotypage de microsatellites.

Kits de test MSI

Pour un usage clinique, les kits de test MSI comme le kit MSI-IVD fournissent un moyen standardisé de détecter l'instabilité des microsatellites (MSI). Ces kits utilisent généralement des méthodes de PCR pour évaluer le statut MSI agnostique des tumeurs, qui a été validé pour les tumeurs solides, en particulier celles présentant une MSI-H. Shia et al. (2017) ont souligné que ces kits offrent aux cliniciens un outil essentiel pour personnaliser le traitement, notamment en tenant compte des thérapies telles que les inhibiteurs de points de contrôle immunitaire pour les cancers MSI-H.

methods used for MSI detectionAperçu des différentes méthodes utilisées pour la détection de l'IM dans le cancer. (Laura G. Baudrin et al., 2018)

Comparaison des méthodes de test et d'analyse MSI

Méthode de test Description Avantages Limitations Applications Précision et Sensibilité
Réaction de polymérase en chaîne (PCR) Amplifie des régions microsatellites spécifiques pour détecter l'instabilité en comparant l'ADN tumoral avec l'ADN des tissus normaux. - Largement utilisé et rentable
- Très efficace pour diagnostiquer le syndrome de Lynch
- Antécédents éprouvés dans le cancer colorectal
- Moins sensible pour détecter les changements à petite échelle
- Peut manquer des mutations qui n'altèrent pas significativement la longueur des microsatellites.
- Méthode principale de détection de l'instabilité des microsatellites dans le cancer colorectal
- Diagnostic du syndrome de Lynch et d'autres déficiences du MMR
- PrécisionÉlevé pour détecter l'IMR dans des loci spécifiques comme dans le syndrome de Lynch.
- Sensibilité: Modéré, surtout pour les changements à grande échelle, mais plus faible pour les mutations subtiles.
Séquençage de nouvelle génération (NGS) Analyse des mutations génétiques larges, offrant une haute précision pour la détection de l'IMS en examinant plusieurs loci simultanément. - Haute précision et sensibilité (97 % de concordance avec la PCR)
- Analyse plusieurs loci de microsatellites à la fois
- Détecte une plus large gamme de mutations
- Coût élevé
- Nécessite un équipement et une expertise plus spécialisés
- Peut ne pas être aussi largement accessible
- Oncologie de précision
- Détection MSI complète à travers plusieurs types de cancer
- Analyse détaillée des mutations
- PrécisionTrès élevé, car il fournit une analyse approfondie des mutations génétiques.
- SensibilitéTrès élevé, capable de détecter une large gamme de mutations et d'instabilités de microsatellites.
Immunohistochimie (IHC) Détecte la perte de protéines MMR (MLH1, MSH2, MSH6, PMS2) dans les tissus tumoraux, un signe distinctif de l'instabilité des microsatellites (MSI). - Évalue directement la perte de protéines
- Utile pour comprendre la présence de déficiences en MMR
- Moins invasif que le séquençage
- Ne peut pas détecter toutes les formes de MSI.
- Ne permet pas d'identifier les mutations qui n'affectent pas l'expression des protéines.
- Détection de l'instabilité des microsatellites (MSI) dans le cancer colorectal et d'autres cancers avec des déficiences en réparation des mésappariements (MMR)
- Utilisé en complément de la PCR pour confirmation
- PrécisionModéré ; utile pour détecter le MSI en raison de la perte de protéines MMR, mais manque certaines mutations qui n'affectent pas les protéines.
- SensibilitéModéré à faible, car cela dépend de la perte de protéines visible.
Analyse de fusion à haute résolution (HRM) Mesure la température de fusion de l'ADN pour évaluer l'instabilité des séquences. Utilisé pour détecter des changements microsatellites à petite échelle. - Rentable
- Alternative rapide et fiable au PCR
- Adapté aux essais cliniques et aux environnements de diagnostic
- Moins établi que la PCR
- Pas aussi largement utilisé dans la pratique clinique de routine.
- Limité aux changements à petite échelle uniquement
- Détection MSI à petite échelle
- Paramètres d'essai clinique
- Diagnostics initiaux dans des environnements à ressources limitées
- PrécisionÉlevé pour détecter des changements à petite échelle dans les séquences de microsatellites.
- SensibilitéModéré ; mieux adapté aux petites mutations mais peut ne pas détecter des altérations plus grandes et plus complexes.
Biopsies liquides Tests sanguins non invasifs qui détectent l'ADN tumoral circulant (ctDNA) pour surveiller les cancers MSI-élevés. - Non invasif et convivial pour le patient
- Peut détecter l'instabilité des microsatellites (MSI) dans divers types de cancer.
- Potentiel pour la détection précoce et le suivi
- Sensibilité limitée dans les cancers à un stade précoce
- Actuellement plus expérimental que les méthodes établies.
- Surveillance de l'IMR en temps réel
- Détection précoce des cancers MSI-élevés
- Pour les patients non adaptés aux biopsies traditionnelles
- PrécisionModéré à élevé pour détecter l'IMR aux stades avancés ; des recherches supplémentaires sont nécessaires pour les stades plus précoces.
- SensibilitéModéré ; les biopsies liquides sont encore expérimentales mais montrent un potentiel pour détecter l'IMR dans les cancers avancés.

Instabilité des microsatellites vs. Instabilité chromosomique

Catégorie Instabilité des microsatellites (IM) Instabilité chromosomique (CIN)
Cause Défauts dans le système de réparation des mésappariements de l'ADN (MMR) Défauts dans la ségrégation chromosomique, la stabilité des télomères et la réponse aux dommages de l'ADN.
Caractéristiques Modifications de la longueur des séquences de microsatellites Déséquilibres répandus dans le nombre de chromosomes (anomalies du nombre de chromosomes) et perte d'hétérozygotie (LOH)
Résultats Phénotype hypermutable avec plusieurs mutations ponctuelles Altérations chromosomiques grossières et caryotype anormal
Pathogenèse du cancer - Représente environ 15 % des cancers colorectaux sporadiques. - Représente environ 85 % des cancers colorectaux sporadiques.
- Accumulation rapide de mutations dans des gènes régulateurs clés - Altérations chromosomiques répandues et aneuploïdie
- Associé à un meilleur pronostic dans le cancer colorectal - Souvent associé à des mutations dans les gènes suppresseurs de tumeurs et les oncogènes.
Relation Certains tumeurs MSI-H présentent également des degrés variables de CIN. -
Pertinence clinique Valeur diagnostique et pronostique : le test MSI identifie le syndrome de Lynch et guide les décisions de traitement. Valeur diagnostique et pronostique : le statut CIN est lié à des tumeurs plus agressives.
Stratégies de traitement : Les tumeurs MSI-H montrent une meilleure réponse aux inhibiteurs de points de contrôle immunitaire. Stratégies de traitement : Les tumeurs CIN peuvent mieux répondre aux chimiothérapies ciblant l'instabilité chromosomique.
Médecine de précision : le statut MSI aide à des approches de traitement personnalisées Médecine de précision : Le statut CIN aide à adapter le traitement pour l'instabilité chromosomique.
Conclusion MSI et CIN sont des voies complexes et entrelacées d'instabilité génomique qui influencent le développement et la progression du cancer. Leur compréhension est cruciale pour de meilleurs diagnostics et une planification de traitement. Tant le MSI que le CIN jouent des rôles essentiels dans le cancer et nécessitent une analyse intégrée pour une compréhension plus complète du comportement tumoral et des stratégies de traitement.

The types of genomic instabilityLes types d'instabilité génomique incluent l'instabilité des microsatellites (MSI), l'instabilité chromosomique et l'inactivation de la télomérase. (Menghui Wang et al., 2022)

Recherche émergente et avancées dans le MSI

Aspecte Avancées clés
Aperçus Génétiques - Recherche en cours sur le syndrome de Lynch et les syndromes de cancer héréditaires
- Exploration du rôle de l'IMS dans d'autres types de cancer
- Potentiel pour des stratégies de détection précoce
Avancées diagnostiques Séquençage de nouvelle génération (NGS) pour la détection de l'instabilité des microsatellites (MSI)
- Profilage génomique complet (PGC) pour l'analyse simultanée de l'instabilité des microsatellites (IMS) et des altérations génomiques.
- Tests de CGP basés sur des biopsies liquides pour des analyses moins invasives
- Prédiction basée sur l'IA du statut MSI/dMMR à partir de caractéristiques histomorphologiques
Stratégies thérapeutiques Immunothérapie :
- Efficacité des inhibiteurs de points de contrôle immunitaire (ICIs) dans les tumeurs MSI-élevées
- Approbation du pembrolizumab pour les tumeurs avancées MSI-H/dMMR
- Besoin de recherches sur les prédicteurs de réponse et les mécanismes d'évasion immunitaire

Thérapies ciblées :
- Identification des kinases de fusion dans les cancers colorectaux MSI-H
- Potentiel des inhibiteurs de kinases thérapeutiques
- Lien entre la fusion NTRK et le cheminement néoplasique en dents de scie colorectal
Aperçus Moléculaires - Phénotype mutateur dans la carcinogenèse induite par l'instabilité des microsatellites
- État hyper-muté avec une expression accrue des néoantigènes
- Microenvironnement tumoral favorable et riche en immunité
- Importance de la détection de l'ADN dans les cellules cancéreuses pour l'immunité antitumorale
Impact clinique - Test MSI-Plus de Newcastle : haute sensibilité et spécificité
- Amélioration du dépistage du syndrome de Lynch
- Réduction des délais de traitement
- Augmentation des taux de dépistage et identification des patients atteints de CRC à risque de syndrome de Lynch

Le lien entre l'instabilité des microsatellites et le cancer

MSI dans le cancer colorectal (CCR)

Le cancer colorectal (CCR) est l'un des cancers les plus importants liés à l'instabilité des microsatellites (IMS). Des études montrent qu'environ 15 % des CCR présentent une IMS, les tumeurs IMS-Haut étant souvent associées au syndrome de Lynch, une condition héréditaire qui augmente le risque de divers cancers. Le dépistage de l'IMS dans le CCR est essentiel pour identifier les patients qui pourraient bénéficier de thérapies ciblées, en particulier des inhibiteurs de points de contrôle immunitaire.

Pour en savoir plus sur la manière dont les tests MSI peuvent aider au diagnostic du CRC, visitez Analyse de l'instabilité des microsatellites.

MSI dans d'autres cancers

Le MSI se retrouve également dans d'autres cancers, y compris le cancer de l'endomètre, le cancer gastrique et le cancer de l'ovaire. Dans le cancer de l'endomètre, environ 25 % des tumeurs présentent un MSI-H, et ces tumeurs ont souvent un meilleur pronostic que celles sans MSI-H. Les tumeurs MSI-H dans le cancer gastrique montrent également une réponse favorable à l'immunothérapie, en particulier aux inhibiteurs de PD-1.

Importance clinique

Le statut MSI influence de manière significative les options de traitement du cancer. Par exemple, les tumeurs avec un MSI élevé (MSI-H) sont plus susceptibles de répondre aux médicaments d'immunothérapie comme le pembrolizumab et le nivolumab, qui sont des inhibiteurs de PD-1. Comprendre le statut MSI est donc crucial pour choisir le bon traitement et améliorer les résultats pour les patients.

Sélection de l'immunothérapie

Le MSI est devenu un puissant biomarqueur pour prédire l'efficacité des inhibiteurs de points de contrôle immunitaire (ICIs) comme le pembrolizumab et le nivolumab. Les tumeurs MSI-Haut sont plus susceptibles de répondre aux ICIs, offrant un nouvel espoir aux patients atteints de cancers avancés résistants aux thérapies conventionnelles.

Valeur pronostique

Des études ont montré que les tumeurs MSI-H sont souvent associées à un meilleur pronostic, en particulier dans des cancers comme le cancer colorectal et le cancer de l'endomètre. Le statut MSI peut aider les cliniciens à prédire la probabilité de succès du traitement et à ajuster les stratégies en conséquence.

L'avenir de l'IMF dans le diagnostic et le traitement du cancer

L’instabilité des microsatellites est un outil puissant dans le diagnostic et le traitement du cancer. À mesure que la recherche continue d’avancer, les tests MSI pourraient devenir une partie standard des dépistages du cancer, conduisant à des traitements plus personnalisés et efficaces. De nouvelles thérapies géniques et une meilleure compréhension de l’MSI pourraient révolutionner les soins du cancer, offrant aux patients de meilleures chances de survie et une qualité de vie supérieure.

Données et impact de l'IMR dans le traitement du cancer

Voici un aperçu rapide de la prévalence, de l'impact pronostique et des taux de réponse à l'immunothérapie associés à l'instabilité des microsatellites (MSI) dans divers cancers :

Type de cancer Prévalence de l'IMS Impact pronostique Taux de réponse à l'immunothérapie
Cancer colorectal 15 % Associé au syndrome de Lynch, meilleur pronostic pour les tumeurs MSI-H. ~40-50 % avec des inhibiteurs de PD-1
Cancer de l'endomètre 25 % Les tumeurs MSI-H ont souvent un meilleur pronostic. Les taux de réponse varient, généralement élevés.
Cancer gastrique 20 % MSI-H corrélé avec un pronostic favorable Souvent réactif à l'immunothérapie
Cancer de l'ovaire ~10-15 % MSI-H lié à une survie améliorée La réponse aux inhibiteurs de points de contrôle varie.

Pour des informations plus détaillées sur les tests MSI et les services associés, visitez Analyse de l'instabilité des microsatellites par CD Genomics.

Conclusion

L’instabilité des microsatellites est un élément déterminant dans la lutte contre le cancer. Comprendre le statut MSI fournit des informations cruciales sur le pronostic et la réponse au traitement, en particulier dans la médecine personnalisée. En intégrant les tests MSI dans la pratique clinique, nous pouvons améliorer l’efficacité des thérapies contre le cancer, en particulier l’immunothérapie. Chez CD Genomics, nous proposons des services avancés d’analyse et de test MSI pour aider les professionnels de santé à offrir des traitements contre le cancer précis et efficaces.

Pour en savoir plus sur la façon dont le test MSI peut aider dans le traitement personnalisé du cancer, visitez notre Service de génotypage de microsatellites.

Références

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