Флюоресцентная гибридизация in situ. Применение технологии FISH

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 09.03.2025

Краткий ответ: Метод флюоресцентной гибридизации in situ (FISH — fluorescence in situ hybridization) включает применение уникальных нуклеотидных последовательностей ДНК в качестве зонда для поиска нужных последовательностей ДНК в материале, полученном от пациента. Метод основан на комплементарном связывании ДНК-зонда с ДНК метафазных хромосом или интерфазных клеток. ДНК-зонд и исследуемую ДНК денатурируют, образуется одноцепочная ДНК. ДНК-зонд добавляют к препарату хромосом, инкубируют определенное время. Присутствие или отсутствие меченного флюорохромом зонда в составе ДНК после гибридизации определяется при исследовании хромосом с помощью флюоресцентной микроскопии.

Развёрнутый ответ: Метод флуоресцентной гибридизации in situ позволяет выявлять индивидуальные хромосомы или их отдельные участки на препаратах метафазных хромосом или интерфазных ядрах на основе комплементарного взаимодействия ДНК-зонда, конъюгированного с флуоресцентной меткой и искомого участка на хромосоме. Для визуализации на хромосоме пептидно-нуклеиновых соединений применяют PNA-зонды на основе белкового продукта.
Метод основан на комплементарном связывании ДНК-зонда с ДНК метафазных хромосом или интерфазных клеток и включает следующие этапы:
1. Денатурация двухцепочечной ДНК зонда и ДНК мишени до одноцепочечных под воздействием высокой температуры или химических агентов.
2. Гибридизация ДНК-зонда с ДНК-мишенью по принципу комплементарности с образованием двухцепочечной гибридной молекулы
3. Постгибридизационная отмывка для удаления негибридизовавшегося ДНК-зонда
4. Анализ гибридизационных сигналов с люминисцентном микроскопе

Преимущества метода молекулярно-генетической диагностики FISH включают быстрый анализ большого числа клеток, высокую чувствительность и специфичность, возможность исследовать некультивируемые и неделящиеся клетки.
Недостатки метода заключаются в невозможности получить информацию о физическом состоянии исследуемой ДНК или участка хромосомы.
FISH применяют в пренатальной молекулярно-генетической диагностике и для характеристики опухолей; в педиатрической практике его используют, как правило, для идентификации субмикроскопических делеций, ассоциированных со специфическими пороками развития. Синдромы, в основе которых лежат микроделеции, раньше считались заболеваниями неизвестной этиологии, так как хромосомные делеции и перестройки, вызывающие развитие этих заболеваний, обычно не визуализируются при традиционных методах хромосомного анализа. Такие мелкие делеции в специфических участках хромосом можно с большой точностью выявить методом FISH. К заболеваниям, обусловленным субмикроскопическими делециями, относятся синдромы Прадера-Вилли, Ангельмана, Вильямса, Миллера-Дикера, Смит-Мадженис и велокардиофациальный синдром. FISH облегчает диагностику этих синдромов в нетипичных случаях, особенно в младенческом возрасте, когда еще отсутствуют многие диагностически значимые признаки заболевания. Применение этого метода молекулярно-генетической диагностики целесообразно также в подростковом и во взрослом возрасте, когда типичные клинические признаки заболевания, характерные для детского возраста, претерпевают изменения.

121. ДНК-зонды. Их применение в определении наследственных заболеваний.

Краткий обзор

ДНК - зонд - это короткий фрагмент ДНК, конъюгированный с флуоресцеином, ферментно, или радиоактивным изотопом, который используется для гибридизации с комплементарным участком молекулы ДНК - мишени.

Основная часть

Системы ДНК-диагностики

Информация о всем многообразии свойств организма заключена в его генетическом материале. Так, патогенность бактерий определяется наличием у них специфического гена или набора генов, а наследственное генетическое заболевание возникает в результате повреждения определенного гена. Сегмент ДНК, детерминирующий данный биологический признак, имеет строго определенную нуклеотидную последовательность и может служить диагностическим маркером.

В основе многих быстрых и надежных диагностических методов лежит гибридизация нуклеиновых кислот — спаривание двух комплементарных сегментов разных молекул ДНК. Процедура в общих чертах состоит в следующем.

1. Фиксация одноцепочечной ДНК-мишени на мембранном фильтре.

2. Нанесение меченой одноцепочечной ДНК-зонда, которая при определенных условиях (температуре и ионной силе) спаривается с ДНК-мишенью.

3. Промывание фильтра для удаления избытка несвязавшейся меченой ДНК-зонда.

4. Детекция гибридных молекул зонд/мишень.

В диагностических тестах, основанных на гибридизации нуклеиновых кислот, ключевыми являются три компонента: ДНК-зонд, ДНК-мишень и метод детекции гибридизационного сигнала. Система детекции должна быть в высшей степени специфичной и высокочувствительной.

*Флуоресцеин (диоксифлуоран, уранин А) — органическое соединение, флуоресцентный краситель. В аналитической химии флуоресцеин используется в качестве люминесцентного кислотно-основного индикатора. В биохимии и молекулярной биологии изотиоцианатные производные флуоресцеина в качестве биологических красок для определения антигенов и антител.

* Детекция - это обнаружение, выявление, нахождение чего либо.

*Если в одной "пробирке" провести плавление и отжиг смеси ДНК, например, человека и мыши, то некоторые участки цепей ДНК мыши будут воссоединяться с комплементарными участками цепей ДНК человека с образованием гибридов. Число таких участков зависит от степени родства видов. Чем ближе виды между собой, тем больше участков комплементарности нитей ДНК. Это явление называется гибридизация ДНК-ДНК.

122. Методы и условия применения прямой ДНК-диагностики.

Целью прямой диагностики является идентификация мутантных аллелей (нарушения в первичной нуклеотидной последовательности ДНК, мутации и их типы).

Недостатком метода прямой ДНК-диагностики является необходимость знания точной локализации гена и спектра его мутаций. Методы прямой ДНК-диагностики показаны для таких заболеваний, как фенилкетонурия (мутация R408W), муковисцидоз - (наиболее частая мутация delF508), хорея Гентингтона (экспансия тринуклеотидных повторов-CTG-повторы) и др.

С помощью прямых методов выявляются нарушения в первичной нуклеотидной последовательности ДНК (мутации и их типы). Прямые методы отличаются точностью, достигающей почти 100 %. Однако на практике указанные методы могут применяться при определенных условиях:

1) известной цитогенетической локализации гена, ответственного за развитие наследственного заболевания,

2) должен быть клонированным ген заболевания и известна его нуклеотидная последовательность.

Целью прямой диагностики является идентификация мутантных аллелей (нарушения в первичной нуклеотидной последовательности ДНК, мутации и их типы). Высокая точность метода прямой ДНК-диагностики в большинстве случаев не требует ДНК-анализа всех членов семьи, так как выявление мутации в соответствующем гене позволяет почти со 100-процентной точностью подтвердить диагноз и определить генотип всех членов семьи больного ребенка, включая гетерозиготных носителей.

Недостатком метода прямой ДНК-диагностики является необходимость знания точной локализации гена и спектра его мутаций.

Методы прямой ДНК-диагностики показаны для таких заболеваний, как фенилкетонурия (мутация R408W), муковисцидоз - (наиболее частая мутация delF508), хорея Гентингтона (экспансия тринуклеотидных повторов-CTG-повторы) и др.

Однако к настоящему времени гены многих заболеваний не картированы, неизвестна их экзонно-интронная организация, и многие наследственные болезни отличаются выраженной генетической гетерогенностью, что не позволяет в полной мере использовать прямые методы ДНК-диагностики. Поэтому информативность метода прямой ДНК-диагностики широко варьирует. Так, при диагностике хореи Гентингтона, ахондроплазии она составляет 100 %, при фенилкетонурии, муковосицидозе, адреногенитальном синдроме - от 70 до 80 %, а при болезни Вильсона-Коновалова и миопатии Дюшенна/Бекера — 45-60 %. В связи с этим используются косвенные методы молекулярно-генетической диагностики наследственных болезней.

Флюоресцентная гибридизация in situ. Применение технологии FISH

Современный метод цитогенетического анализа, позволяющий определять качественные и количественные изменения хромосом (в том числе транслокации и микроделеции) и используемый для дифференциальной диагностики злокачественных заболеваний крови и солидных опухолей.

Синонимы русские

Флуоресцентная гибридизация in situ

Синонимы английские

Fluorescence in-situ hybridization

Метод исследования

Флуоресцентная гибридизация in situ.

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Образец ткани, образец ткани в парафиновом блоке.

Как правильно подготовиться к исследованию?

Подготовки не требуется.

Общая информация об исследовании

Флуоресцентная гибридизация in situ (FISH, от англ. fluorescence in-situ hybridization) - это один из самых современных методов диагностики хромосомных аномалий. Он основан на использовании ДНК-проб, меченных флуоресцентной меткой. ДНК-пробы представляют собой специально синтезированные фрагменты ДНК, последовательность которых комплементарна последовательности ДНК исследуемых аберрантных хромосом. Таким образом, ДНК-пробы различаются по составу: для определения разных хромосомных аномалий используются разные, специфические ДНК-пробы. ДНК-пробы также различаются по размеру: одни могут быть направлены к целой хромосоме, другие - к конкретному локусу.

В ходе процесса гибридизации при наличии в исследуемом образце аберрантных хромосом происходит их связывание с ДНК-пробой, которое при исследовании с помощью флуоресцентного микроскопа определяется как флуоресцентный сигнал (положительный результат FISH-теста). При отсутствии аберрантных хромосом несвязанные ДНК-пробы в ходе реакции "отмываются", что при исследовании с помощью флуоресцентного микроскопа определяется как отсутствие флуоресцентного сигнала (отрицательный результат FISH-теста). Метод позволяет оценить не только наличие флуоресцентного сигнала, но и его интенсивность и локализацию. Таким образом, FISH-тест - это не только качественный, но и количественный метод.

FISH-тест обладает рядом преимуществ по сравнению с другими методами цитогенетики. В первую очередь, исследование FISH может быть применено как к метафазным, так и к интерфазным ядрам, то есть к неделящимся клеткам. Это основное преимущество FISH по сравнению с классическими способами кариотипирования (например, окрашиванием хромосом по Романовскому-Гимзе), которые применяются только к метафазным ядрам. Благодаря этому исследование FISH является более точным методом для определения хромосомных аномалий в тканях с низкой пролиферативной активностью, в том числе в солидных опухолях.

Так как в FISH-тесте используется стабильная ДНК интерфазных ядер, для исследования могут быть использованы самые различные биоматериалы - аспираты тонкоугольной аспирационной биопсии, мазки, аспираты костного мозга, биоптаты и, что немаловажно, сохраненные фрагменты ткани, например гистологические блоки. Так, например, FISH-тест может быть с успехом выполнен на повторных препаратах, полученных из гистологического блока биоптата молочной железы при подтверждении диагноза "аденокарцинома молочной железы" и необходимости определения HER2/neu-статуса опухоли. Следует особо подчеркнуть, что в данный момент исследование FISH рекомендовано в качестве подтверждающего теста при получении неопределенного результата иммуногистохимического исследования опухоли на онкомаркер HER2/neu(ИГХ 2+).

Другим преимуществом FISH является его способность определять микроделеции, которые не выявляются с помощью классического кариотипирования или ПЦР. Это имеет особое значение при подозрении на синдром Ди Джорджи и велокардиофациальный синдром.

FISH-тест широко используется в дифференциальной диагностике злокачественных заболеваний, в первую очередь в онкогематологии. Хромосомные аномалии в сочетании с клинической картиной и данными иммуногистохимического исследования являются основой классификации, определения тактики лечения и прогноза лимфо- и миелопролиферативнх заболеваний. Классическими примерами являются хронический миелолейкоз - t (9;22), острый промиелоцитарный лейкоз - t (15;17), хронический лимфолейкоз - трисомия 12 и другие. Что касается солидных опухолей, наиболее часто FISH-исследование применяется при диагностике рака молочной железы, мочевого пузыря, толстой кишки, нейробластомы, ретинобластомы и других.

Исследование FISH также может быть использовано в пренатальной и преимплантационной диагностике.

FISH-тест часто проводят в сочетании с другими методами молекулярной и цитогенетической диагностики. Результат этого исследования оценивают в комплексе с результатами дополнительных лабораторных и инструментальных данных.

Цитогенетический анализ для оценки HER2-статуса пациента с использованием методов in situ hybridization (ISH) - FISH или его аналогов (CISH, SISH). Позволяет выявить наличие или отсутствие специфических ДНК-последовательностей в хромосомах.
FISH (флуоресцентная гибридизация in situ) применяется для выявления амплификации гена HER2 с использованием ДНК-зондов, меченных флуорохромами с использованием флуоресцентного микроскопа.
CISH (хромогенная гибридизация in situ) - альтернативный нефлуоресцентный метод, при котором выявление гибридизованных ДНК-зондов происходит с помощью иммунопероксидазной реакции. Позволяет выявлять амплификацию гена HER2 с учетом морфологической картины ткани под обычным световым микроскопом.
SISH является разновидностью метода CISH; полностью автоматизированный метод, при котором для выявления гена HER2 используется серебряная метка, гибридизация в ткани осуществляется с осаждением серебром (silverenchanced in situ hybridization, SISH).

Гибридизация in situ.

Образец ткани в парафиновом блоке; образец ткани на стекле (готовый микропрепарат).

Для чего используется исследование?

Гибридизация in situ позволяет выявить пациентов с раком молочной железы и желудка, в отношении которых таргетная терапия будет наиболее эффективной;
FISH является «золотым стандартом» в исследованиях амплификации гена HER2.

Когда назначается исследование?

Определение наличия HER2-позитивного рака молочной железы;
определение наличия HER2-позитивного рака желудка;
определение характера течения рака желудка, его прогноза, подбора и контроля терапии;
определение способа лечения рака молочной железы (целесообразность назначения некоторых препаратов и гормональной терапии);
комплексная диагностика и/или неоднозначный результат иммуногистохимического метода определения HER2-статуса .

Что означают результаты?

Результат оценивается как соотношение числа копий гена HER2 к числу копий 17-й хромосомы.

Согласно обновленным рекомендациям 2018 г. Американского общества клинической онкологии и Коллегии американских патологов (ASCO/CAP), оценка результатов ISH-исследования проводится в комбинации с данными ИГХ и базируется на основании подсчета количества копий гена HER2/neu и соотношения HER2/CEP17 в 20/40 ядрах опухолевых клеток. Амплификация считается подтвержденной при значениях HER2/CEP17 ≥ 2 и числе копий гена HER2/neu ≥ 4.

Стандарты HER2 тестирования и четкий алгоритм его проведения и интерпретации результатов изложены в рекомендациях ASCO/CAP.

Кто назначает исследование?

Онколог, педиатр, акушер-гинеколог, врач-генетик.

Также рекомендуется

15 Иммуногистохимическая диагностика рецепторного статуса рака молочной железы (PR, ER, ki67, Her2 neu)

551 Комплексное гистологическое и иммуногистохимическое исследование с определением HER2 статуса опухоли по экспрессии HER2/neu

Флуоресцентная гибридизация in situ (FISH) - новейший молекулярно-цитогенетический метод исследования, в процессе которого детектируется наличие и локализация специфических ДНК-последовательностей на хромосомах. В данном исследовании, основанном на методе FISH, выявляются генетические аберрации, характерные для следующих онкогематологических заболеваний: хронический лимфолейкоз, MALT-лимфома и лимфома Беркитта.

Флуоресцентная гибридизация in situ, молекулярная диагностика онкогематологических заболеваний, хронический лимфолейкоз, лимфома Беркитта, лимфопролиферативные заболевания.

Синонимы английские

Analysis of all specific aberrations on paraffin slides (FISH Histology, quantitative), Lymphoproliferative disorders, Chronic lymphocytic leukemia (CLL), MALT lymphoma, Burkitt's lymphoma.

Флуоресцентная гибридизация in situ (FISH)

Образец ткани в парафиновом блоке

Специальной подготовки не требуется. Для исследования используется уже предварительно подготовленный биологический материал (парафиновый блок с образцом биоматериала).

Преимущества исследования

Является чувствительным методом для идентификации хромосомных аберраций при количествах лейкозных клеток менее 10 9 , обеспечивая при этом быстрый анализ большого (>500) числа клеток. Метод обладает высокой точностью для идентификации неизвестных фрагментов хромосомной ДНК.
Для исследования могут быть использованы различные биоматериалы - аспираты тонкоугольной аспирационной биопсии, костного мозга, мазки крови, биоптаты, полученные на различных стадиях заболевания;
Исследование FISH может быть применено как к метафазным, так и к интерфазным ядрам, то есть к неделящимся клеткам;
Позволяет определить даже самые небольшие генетические аномалии, которые нельзя рассмотреть при помощи обычного микроскопа, при использовании соответствующих ДНК-зондов.

Анализ с помощью флюоресцентной in situ гибридизации (fluorescence in situ hybridization, FISH) - молекулярно‐цитогенетический метод для идентификации генетических аберраций (отклонений от нормы). Изначально данный метод использовался как исследовательский для выявления наличия или отсутствия специфической ДНК последовательности в хромосомах, но благодаря прогностической и предсказательной ценности был внедрен в клиническую практику.

Метод основан на использовании флуоресцентно меченых ДНК-зондов, которые представляют собой искусственно синтезированные фрагменты ДНК (олигонуклеотиды), последовательность которых комплементарна последовательности ДНК исследуемых аберрантных хромосом. ДНК-зонды различаются по специфичности: для каждой хромосомной аномалии используются свои ДНК-зонды. Также зонды различаются по размеру: одни могут быть направлены к целой хромосоме, другие - к конкретному локусу (фрагменту хромосомы или гена).

После специальной процедуры - денатурации - молекула ДНК приобретает вид одноцепочечной нити. ДНК-зонд гибридизуется (связывается) с комплементарной ему нуклеотидной последовательностью и может быть обнаружен при помощи флуоресцентного микроскопа. Данное состояние интерпретируется как положительный результат FISH-теста. При отсутствии аберрантных хромосом несвязанные ДНК-зонды в ходе реакции "отмываются", что при исследовании с помощью флуоресцентного микроскопа определяется как отсутствие флуоресцентного сигнала (отрицательный результат FISH-теста). Метод позволяет оценить не только наличие флуоресцентного сигнала, но и его интенсивность и локализацию. Таким образом, FISH-тест - это еще и количественный метод.

FISH имеет широкие возможности в клинической онкологии для обнаружения хромосомных аномалий в опухолевых клетках. Метод позволяет исследовать генетический состав клетки, как во время митоза, так и в интерфазе. FISH имеет высокую чувствительность - позволяет обнаружить индивидуальные гены, кроме того, в одном препарате могут быть использованы несколько зондов с различными красителями.

FISH-анализ широко применяется при лимфопролиферативных заболеваниях, являясь в ряде случаев определяющим фактором для подтверждения диагноза.

Хронический лимфолейкоз (ХЛЛ) - самый частый вид лейкозов у взрослых. Характеризуется пролиферацией и увеличением в периферической крови количества морфологически зрелых лимфоцитов на фоне лимфоцитарной инфильтрации костного мозга, лимфатических узлов, селезенки и других органов. Клеточный субстрат хронического лимфолейкоза представлен чаще В-популяцией (около 30 %) и значительно реже - Т-лимфоцитами (около 70 %). В-лимфоциты при ХЛЛ не развиваются до плазматических клеток вследствие изменений в клеточном геноме. Это ведет к резкому уменьшению выработки иммуноглобулинов, к которым относятся все антитела. Заболевание чаще возникает у лиц старше 65 лет, у 10-15 % больных в возрасте чуть старше 50 лет. До 40 лет хронический лимфолейкоз возникает крайне редко. Мужчины болеют примерно в 2 раза чаще, чем женщины.

Симптомы обычно развиваются медленно, чаще выявляется случайно при обследовании по поводу других причин. При ХЛЛ наблюдаются следующие симптомы: кровоподтеки (если тромбоциты снижены), увеличение лимфатических узлов, печени или селезенка, чрезмерное потоотделение, ночная потливость, усталость, лихорадка, реинфекции, потеря аппетита, потеря веса.

Лимфома маргинальной зоны, ассоциированная со слизистыми (MALT, mucosa-associated lymphoid tissue) является третьим по распространенности подтипом неходжкинской лимфомы и составляет ~ 7 % всех неходжкинских лимфом. Средний возраст, характерный для выявления MALT-лимфомы - 61 год. Это одна из немногих неходжкинских лимфом, которая чаще поражает женщин (соотношение 1,1:1).

Показано, что приблизительно 90 % случаев МАLT-лимфом желудка связано с инфицированием H. рylori. У 70-80 % больных под влиянием эрадикационной (антихеликобактерной) терапии наблюдается регрессия MALT- лимфомы. Дифференциальная диагностику проводят с H. pylori-ассоциированным гастритом.

Лимфома Беркитта - агрессивная форма неходжкинской лимфомы. Развивается из В-лимфоцитов, характерна экстранодальная локализация опухоли, имеет склонность прорастать и распространяться за пределами лимфатической системы - в процесс вовлекается спинномозговая жидкость, кровь и костный мозг. Этиология до сих пор не выявлена. Одним из провоцирующих факторов считается длительная персистенция вируса Эпштейна-Барр в организме. Наиболее часто поражаются органы брюшной полости: тонкая кишка (чаще ее терминальный отдел), брыжейка, а также желудок, толстая кишка, брюшина, печень, селезенка. Специфическое поражение костного мозга наблюдается в 25-35 % случаев, центральной нервной системы - в 20-25 % случаев. Типично вовлечение почек, яичников, яичек, абдоминальных и забрюшинных лимфатических узлов, реже периферических лимфатических узлов. Чаще развивается у детей (в 30-50 % случаев), подростков и молодых людей (средний возраст 20-25 лет). Выделяют три основных типа лимфомы Беркитта:

Африканский тип (эндемическая) - встречается в основном в Африке. Установлена связь африканского типа лимфомы с инфекцией вирусом Эпштейна-Барра.
Европейский тип (спорадическая) - встречается во всем мире, поражает в основном детей и молодежь. Чаще всего опухоль образуется в кишечнике.
Лимфома Беркитта, связанная с иммунодефицитом - встречается у пациентов с ослабленным иммунитетом, прежде всего у больных СПИДом и у людей после трансплантации органов, которые принимают иммуносупрессоры.

Симптомы варьируются в зависимости от типа: лихорадка, потеря веса, вздутие живота, искажение лицевых костей, ночная потливость, кишечная непроходимость, увеличенная щитовидная железа, увеличенные миндалины.

Для уточнения диагноза при подозрении на злокачественное заболевание крови, в том числе при Ph-отрицательных комплексных кариотипах, когда присутствует ген BCR/ABL, определяемый только методом FISH;
Для повторного консультирования при подозрении на наличие злокачественного заболевания крови;
Для выбора тактики лечения и прогноза заболевания, которые зависят от хромосомного состава опухоли;
Чтобы определить наличие или отсутствие конкретной хромосомной аберрации.

При подозрении на наличие злокачественного заболевания крови, для выбора тактики лечения и оценки прогноза, который зависит от хромосомного состава опухоли.
Для подтверждения диагноза при наличии клинических предпосылок: клиническая картина заболевания, изменения гемограммы, наличие специфических синдромов - гиперпластический, геморрагический, анемический и др.);
Для контроля "минимальной остаточной болезни" после химиотерапии или пересадки костного мозга.

Отсутствие аберрантных хромосом в исследуемом образце

Хромосомные аномалии, характерные для лимфопролиферативных заболеваний:

перестройки гена ATM;
трисомия 12 хромосомы (+12);
моносомия, делеция 13 хромосомы -(del(13),-13);
делеция ТР53 гена.

Прогностически значимыми являются следующие аберрации: делеция длинного плеча хромосомы 13 (13q-), трисомия 12 хромосомы, делеция длинного плеча хромосомы 11 (11q-). Делеция короткого плеча хромосомы 17 (17p-) является главным цитогенетическим маркером, непосредственно влияющим на терапевтическую тактику. Рекомендуется проводить скрининг на делецию 17p у всех пациентов, имеющих показания к началу терапии и/или при неэффективности стандартной терапии, особенно пациентам моложе 55 лет, которым может быть проведена аллогенная трансплантация.

транслокация t(11;18)(q21;q21).
транслокация t (14; 18) (q32; q21)

t(11;18) (q21;q21) - наиболее распространенная хромосомная транслокация, связанная с MALT-лимфомой, которую не отмечают при других вариантах лимфом. Транслокация t(11;18) ассоциируется с более агрессивным течением.

Второй наиболее частой транслокацией, идентифицированной с MALT-лимфомой, является t (14;18)(q32; q21).Приблизительно в 4 % MALT-лимфомы желудка и 8 % MALT-лимфомы легких выявляется t(1;14) (p22;q32).Характерным для MALT-лимфом является также нарушение нормальной активности важного супрессора опухоли - гена BCL10, что наблюдается при t(1;14)(p22;q32).

Важно отметить, что лимфомы MALT не несут транслокацию t (11; 14) (q13; q32), типичную для лимфомы мантийных клеток.

перестройки С-MYC гена (t(8;14)(q24;q32)t(2;8)(p11;q24)t(8;22)(q24;q11)).

Выявление цитогенетического маркера лимфомы Беркитта - перестройки локуса гена C-MYC и транслокации t(8,14)(q24,q32) или ее вариантов t(2,8)(pl2,q24) или t(8,22)(q24,q11) позволяет диагностировать лимфому Беркитта. Перестройки гена C-MYC выявляется в 100 % случаев лимфомы Беркитта и является одним из главных диагностических критериев этого заболевания. В 80 % случаев встречается t(8;14)(q24;q32) перестройка локусов генов c-myc (8q24) и тяжелых цепей иммуноглобулинов Ig (14q32).

Изменения кариотипа являются независимым прогностическим фактором. При выявлении аберрации (13q-) можно прогнозировать стабильное состояние или медленное течение болезни и благоприятный ответ на терапию, если она является единственной (медиана выживаемости - 11 лет), в то время как остальные аберрации, в особенности (11q- ) и (17p- ) крайне неблагоприятны в прогностическом отношении (медианы выживаемости больных с трисомией 12 - 9,5 лет, ( 11q-) - 6,5 лет, (17p- ) - меньше 3 лет.

Литература

1. Иммуногистохимические методы: Руководство / Ed. by George L. Kumar, Lars Rudbeck.: DAKO / Пер. с англ. под ред. Г.А.Франка и П.Г.Малькова. - М., 2011. - 224 с.

2. Wan TS, Ma ES. Molecular cytogenetics: an indispensable tool for cancer diagnosis. Chang Gung Med J. 2012. Mar-Apr: 35(2): 96-110. Review. PubMed PMID: 22537925.

3. Steven H. Swerdlow Diagnosis of ‘double hit’ diffuse large B-cell lymphoma and B-cell lymphoma, unclassifiable, with features intermediate between DLBCL and Burkitt lymphoma: when and how, FISH versus IHC. Hematology . December 5, 2014 vol. 2014 no. 1 90-99

4. E. Zucca & Dreyling. Минимальные клинические рекомендации ESMO по диагностике, лечению и наблюдению при MALT - лимфоме желудка. Москва. 2010г.

5. М. Ж. Алексанян, Е. А. Асеева, А. И. Удовиченко, Е. В. Домрачева. Цитогенетические исследования в гематологии. Организационные аспекты. Гематология и трансфузиология, 2012, т. 57, № 4. С.23 - 27.

6. Хронический лимфолейкоз у взрослых. Клинические рекомендации. Национальное гематологическое общество Российское профессиональное общество онкогематологов. 2016г.

7. И.А. Крячок, Е.О. Ульянченко, Т.В. Кадникова, И.Б. Титоренко и др. MALT-лимфома: причины возникновения, патогенез, классификация, клиническая картина. Клиническая онкология, № 1 (25), 2017.

Флуоресцентная гибридизация. Принцип FISH-метода

Флуоресцентная гибридизация in situ - это комбинация методов цитогенетики и молекулярной генетики. Принцип метода FISH заключается в гибридизации - связывании ДНК-зонда с хромосомной ДНК исследуемого образца пациента. Зонд представляет собой небольшой фрагмент ДНК, помеченный флуоресцентным красителем, который связывается с определенным участком хромосомы. Далее образцы исследуются с помощью флуоресцентной микроскопии при использовании подходящих для зондов светофильтров. С помощью метода FISH можно идентифицировать целые хромосомы, хромосомно-специфичные области или однокопийные уникальные последовательности, в зависимости от используемых методик маркировки.

Прикрепленные файлы: 1 файл

Флюоресцентная гибридизация in situ.docx

Особенностью FISH-метода, принципиально отличающей его от классического цитогенетического анализа, является то, что данный метод применим как для метафазных, так и для интерфазных ядер, что значительно упрощает работу и сокращает время, потраченное на исследование.На сегодняшний день существует широкий спектр ДНК-зондов для всех хромосом, а также для их отдельных участков, центромер и даже генов. Технология FISH позволяет определять количество копий хромосом в каждом сперматозоиде (исследование анеуплоидии).Помимо аномалий кариотипа наиболее частой генетической причиной бесплодия у мужчин являются нарушения сперматогенеза. Сперматогенез представляет собой сложный многоэтапный процесс, который контролируется большим количеством генов, расположенных как на аутосомах, так и на гоносомах (половых хромосомах), в особенности на Y-хромосоме. Так, микроделеции локуса AZF хромосомы Y обнаруживаются в среднем в 10-15% случаев азооспермии и в 5-10% случаев олигозооспермии тяжелой степени и обусловливают нарушения сперматогенеза и бесплодие у мужчин.

В основе FISH-метода лежит реакция гибридизации между искусственно созданным ДНК-зондом и комплементраной ему нуклеотидной последовательностью ядерной ДНК. Молекула ДНК представляет собой две спирально соединенные нуклеотидные цепи, а гибридизация возможна только в том случае, если цепи разойдутся. Чтобы разъединить нуклеотидные цепи ДНК прибегают к денатурации (для последующей гибридизации денатурированной должна быть как ДНК в ядрах исследуемого образца, так и сам ДНК-зонд). После денатурации ДНК-зонд гибридизуется с комплементарной ему нуклеотидной последовательностью и может быть обнаружен при помощи флуоресцентного микроскопа.

Таким образом, общий вид протокола для постановки FISH можно представить в следующем виде:

1. Подготовка гистологического или цитологического препарата.

Подготовка гистологического препарата осуществляется по стандартной схеме: вырезка, маркировка, проводка, заливка, микротомия, помещение среза на предметное стекло и депарафинизация. При подготовке цитологического препарата используются специальные осаждающие растворы и центрифугирование, что позволяет получить концентрированную суспензию клеток.

2. Предварительная обработка (если необходимо).

Препарат обрабатывается протеазами, чтобы исключить присутствие белков, которые затрудняют гибридизацию.

3. Нанесение ДНК-зонда на препарат и последующая денатурация.

Для того, чтобы денатурировать зонд и ДНК образца, их обрабатывают формамидом и нагревают до температуры около 85-90°С.

После денатурации препарат охлаждают до определенной температуры (37°С в случае клинических исследований) и инкубируют во влажной камере в течение нескольких часов (продолжительность инкубации указана в каждом конкретном протоколе). В настоящее время для денатурации и гибридизации используют автоматические гибридайзеры.

После того, как гибридизация завершена, необходимо отмыть несвязавшиеся зонды, которые, в противном случае, создадут фон, затрудняющий оценку результатов FISH-анализа. Для промывки обычно используют раствор, содержащий цитрат и хлорид натрия (SSC).

При помощи флуоресцентных красителей (DAPI - 4,6-диамидин-2-фенилиндол; йодид пропидия) проводится окраска всей ядерной ДНК.

7. Анализ результатов при помощи флуоресцентного микроскопа.

При флюоресцентной гибридизации in situ используют ДНК-зонды (ДНК-пробы), которые связываются с комплементарными мишенями в образце. В состав ДНК-зондов входят нуклеозиды, меченные флюорофорами (прямое мечение) или такими конъюгатами, как биотин или дигоксигенин (непрямое мечение). При прямом мечении связавшийся с мишенью ДНК-зонд можно наблюдать при помощи флюоресцентного микроскопа сразу по завершении гибридизации. В случае непрямого мечения необходима дополнительная процедура окрашивания, в ходе которой биотин выявляют при помощи флуоресцентно-меченного авидина или стептавидина, а дигоксигенин — при помощи флюоресцентно-меченых антител. Хотя непрямой вариант мечения ДНК-проб требует дополнительных реактивов и временных затрат, этот способ позволяет добиться обычно более высокого уровня сигнала за счёт присутствия на молекуле антитела или авидина 3—4 молекул флюорохрома. Кроме того, в случае непрямого мечения возможно каскадное усиление сигнала.

FISH может применяться для различных целей с использованием зондов трех различных типов:

-локус-специфичные зонды, связывающиеся с определенными участками хромосом. Данные зонды используются для идентификации имеющейся короткой последовательности выделенной ДНК, которая используется для приготовления меченого зонда и его последующей гибридизации с набором хромосом,

-альфоидные или центромерные зонды-повторы представляют собой повторяющиеся последовательности центромерных областей хромосом. С их помощью каждая хромосома может быть окрашена в различный цвет, что позволяет быстро определить число хромосом и отклонения от нормального их числа,

-зонды на всю хромосому являются набором небольших зондов, комплементарных к отдельным участкам хромосомы, но в целом покрывающими всю ее длину. Используя библиотеку таких зондов можно "раскрасить" всю хромосому и получить дифференциальный спектральный кариотип индивида. Данный тип анализа применяется для анализа хромосомных аберраций, например транслокаций, когда кусочек одной хромосомы переносится на плечо другой.

Материалы для исследования

Материалом для исследования является кровь, костный мозг, биопсия опухоли, плацента, эмбриональные ткани или амниотическая жидкость. Образцы для исследования должны доставляться в лабораторию в свежем виде. Препараты (слайды) готовятся непосредственно из образцов ткани или после их культивирования. Могут использоваться как метафазные, так и интерфазные препараты клеток. Меченные флуоресцентными метками специфические ДНК- зонды гибридизуюся с хромосомной ДНК, причем можно одновременно использовать множественные зонды к разным локусам.

FISH является полезным и чувствительным методом цитогенетического анализа при выявлении количественных и качественных хромосомных аберраций, таких как делеции ( в том числе и микроделеции), транслокации, удвоение и анэуплоидия. FISH на интерфазных хромосомах служит быстрым методом пренатальной диагностики трисомий по 21, 18 или 13 хромосомам или аберраций половых хромосом. В онкологии с помощью FISH можно выявлять рад транслокаций (bcr/abl, MLL, PML/RARA, TEL/AML1), связанных с гематологическими злокачественными новообразованиями. Метод также может использоваться для мониторинга остаточных явлений онкозаболевания после химиотерапии и пересадки костного мозга и выявления усиленных онкогенов (c-myc/n- myc), связанных с неблагоприятным прогнозом в отношении некоторых опухолей. FISH также используется для контроля приживаемости аллотрансплантата костного мозга, полученного от индивида противоположного пола.

FISH является чувствительным методом для идентификации хромосомных аберраций и одномоментного быстрого анализа большого (>500) числа клеток. Метод обладает высокой точностью при идентификации природы хромосом и неизвестных фрагментов хромосомной ДНК. Однако, флуоресцентная гибридизация in situ имеет один существенный недостаток. Зонды являются специфичными только к одному участку генома и, как следствие, при одном исследовании можно определить наличие или число копий только этого участка (или нескольких при использовании многоцветных зондов). Поэтому важным является правильная клиническя предпосылка, а FISH анализ может только подтвердить иди не подтвердить диагноз. В последнем случае анализ призодится повторять в отношении сходных синдромов и это далеко не всегда приносит желаемый результат. Альтернативой этому методу является хромосомный микроматричный анализ, который при такой же точности, чувствительности и специфичности определяет количество генетического материала в сотнях тысяч (и даже миллионах) точек генома, что дает возможность диагностики пактически всех известных микроделеционных и микродупликационных сииндромов.

Для создания ДНК проб используют клонированные последовательности ДНК, геномную ДНК, продукты ПЦР-реакции, меченые олигонуклеотиды, а также ДНК, полученную при помощи микродиссекции.Мечение зонда может осуществляться разными способами, например, путем ник-трансляции или при помощи ПЦР с мечеными нуклеотидами.

На первом этапе происходит конструирование зондов. Размер зонда должен быть достаточно большим для того, чтобы гибридизация происходила по специфическому сайту, но и не слишком большой (не более 1 тыс п.о), чтобы не препятствовать процессу гибридизации. При выявлении специфических локусов или при окраске целых хромосом надо заблокировать гибридизацию ДНК-проб с неуникальными повторяющимися ДНК-последовательностями путём добавления в гибридизационную смесь немеченой ДНК повторов (например, Cot-1 DNA). Если ДНК-зонд представляет собой двуцепочечную ДНК, то перед гибридизацией её необходимо денатурировать.На следующем этапе приготавливают препараты интерфазных ядер или метафазных хромосом. Клетки фиксируют на субстрате, как правило, на предметном стекле, затем проводят денатурацию ДНК. Для сохранения морфологии хромосом или ядер денатурацию проводят в присутствии формамида, что позволяет снизить температуру денатурации до 70°.Далее к препарату добавляют зонды и осуществляют гибридизацию около 12 часов. Затем проводят несколько стадий отмывок для удаления всех негибридизовавшихся зондов.

Визуализацию связавшихся ДНК-зондов проводят при помощи флуоресцентного микроскопа. Интенсивность флюоресцентного сигнала зависит от многих факторов — эффективности мечения зондом, типа зонда и типа флюоресцентного красителя.Изменения в генотипе родителей, приводящие к нарушению репродукции и невозможности зачатия ребенка естественным путем, при применении вспомогательных репродуктивных технологий могут передаваться будущему потомству. Этот факт указывает на необходимость предимплантационной генетической диагностики супружеских пар перед проведением программы ВРТ для профилактики рождения больного ребенка.

Метод FISH можно применять на любом клиническом/исследовательском микроскопе, обладающем функцией получения флуоресцентных изображений, например на микроскопах Olympus, Zeiss, и т.д.

Несмотря на то, что изображения могут быть получены и проанализированы вручную, для увеличения эффективности и точности также часто применяется программное обеспечение для анализа изображений в сочетании с автоматизированной микроскопией.Автоматизация метода FISH и развитие таких инновационных технологий, как сравнительная геномная гибридизация являются важным шагом в развитии репродуктивной и перинатальной медицины и ведут к улучшению качества и эффективности диагностики.

Приборы и реагенты для FISH - анализа

Методы FISH-диагностики стали широко использовать для исследования хромосомных аномалий в интерфазных ядрах, что особенно важно с практической точки зрения, так как метод экономичен и занимает мало времени. В норме, если например у пациента или плода есть дисомия по 21-й хромосоме, к ядре будут видны две флюоресцирующие цветные точки. При наличии трисомии хромосомы 21 (синдром Дауна) будут видны три точки.

Методы молекулярной цитогенетики позволили повысить верифицикацию хромосомных болезней. При использовании обычных цитогенетических анализов - доля невыявленных случаев составила 10 %, при использовании FISH-технологии - снизилась до 0,9-1,5 %. Исследования хромосомных синдромов базируются на основе использования различных типов ДНК-зондов, позволяющих маркировать (метить) индивидуальные хромосомы или их участки. Для успешного практического использования этих методов созданы специальные библиотеки хромосомоспецифичных участков ДНК. ДНК-зонды в последние годы метят различными цветами (цветные FISH-технологии), что позволяет не только повысить качество анализа и проанализировать количественные и структурные перестройки хромосом, но и осуществлять экспресс-диагностику, что особенно важно для пренатальной диагностики.

Читайте также: