загрузка...
Патологічна фізіологія / Оториноларингологія / Організація системи охорони здоров'я / Онкологія / Неврологія і нейрохірургія / Спадкові, генні хвороби / Шкірні та венеричні хвороби / Історія медицини / Інфекційні захворювання / Імунологія та алергологія / Гематологія / Валеологія / Інтенсивна терапія, анестезіологія та реанімація, перша допомога / Гігієна і санепідконтроль / Кардіологія / Ветеринарія / Вірусологія / Внутрішні хвороби / Акушерство і гінекологія
« Попередня Наступна »

ДНК-чіп для діагностики ракових клітин первинної пухлини і мікрометастазів по плазмі крові від пацієнта

Так як диссеминация ракових клітин починається з вузлика з цих клітин в 1-2 мм в діаметрі, то лікування раку можливо лише на шляху його ранньої діагностики.

У XXI в. стануть відомими основні гени-маркери і білки-маркери, що перетворюють нормальну клітку на ракову. За ним буде проводитися рання діагностика ракових клітин.

Рання діагностика раку - це діагностика його початку. Ще важливіше діагностика раку до його початку.

«До початку» - це клітка, в якій вже епімутаціі генів властивостей клітини і мутації або епімутаціі генів-супресорів і генів репарації ДНК. Це передракова клітина. Вона морфологічними методами дослідження не відрізняється від нормальної.

«Початок» - це перша ракова клітина, з якої потім утворюється її потомство, тобто рак.

Зміни в генах і епімутаціі - це мітки або маркери ракових клітин. За ним відрізняють ракові клітини від нормальних.

У тканинах організму частина ракових клітин гине від апоптозу або некрозу, а їх мутантні і епімутантние гени через лімфу потрапляють в кров. За рахунок мозаїчності капілярів пухлини, починаючи з вузлика ракових клітин в 1-2 мм в діаметрі, частина ракових клітин із стінки судини легко потрапляє в кров. Якісь із клітин залишаються живими в крові, а інші гинуть, але залишають свій слід - фрагменти генів з мутаціями і епімутаціямі.

Так як ДНК поза клітин в нормальних умовах немає, то виявлення в плазмі крові або інших рідинах від пацієнта - сеча, слина, слізна рідина та ін генів-маркерів, рівнозначно виявленню їх носія, т. е. ракових клітин.

Кров пацієнта - головний резервуар, куди потрапляє ДНК із ракових клітин різних тканин організму.

У XXI в. ДНК-чіп за генами-маркерами дозволить виявляти дефектні клітини конкретної хвороби, в тому числі і раку. За короткий час - годинник, а не дні, цей пристрій дозволить знайти будь-які і всі зміни в генах ракової клітини або клітин задовго до симптомів раку.

У попередньому розділі ми обговорювали біочіпи, тут ми виділимо мети ДНК-чіпа.

Ген - це фрагмент молекули ДНК з двох ланцюгів нуклеотидів; основною частиною нуклеотиду є якесь одне з чотирьох підстав: А, Т, Г, Ц.

Ланцюги нуклеотидів гена утримуються разом за рахунок комплементарності пар основ: А з Т, Г з Ц. Їх пов'язує один з одним спонтанний процес утворення водневих зв'язків між ними. Це явище - утворення пар основ, називається гібридизацією. На цьому явищі грунтується принцип дії ДНК-чіпа.

Для цього молекули-проби виділяють з ракової клітини або зі зразка плазми крові від пацієнта. Їх мітять флуоресцентним барвником і за допомогою робота вносять в осередку чіпа.

Молекули-зонди на чіпі здатні виловлювати з молекул-проб тільки комплементарную собі молекулу, тобто другий ланцюг нуклеотидів певного гена.

Якщо серед молекул-проб така молекула опиниться, то вона гибрідизуючою з молекулою-зондом. Це можна спостерігати: осередок починає світитися - тим сильніше, чим більше буде гібрідізоваться молекул. У цьому суть принципу «роботи» цього чіпа.

Але для виявлення присутності в організмі ракової клітини або клітин в молекулах-зондах на чіпі повинні міститися всі можливі епімутаціі і мутації певного гена на додаток до нормального копії цього гена на чіпі.

Вперше в практиці явище гібридизації пар основ застосував Ед. Саузерн в 1975 р. Він використовував мічену молекулу-пробу для визначення комплементарної ланцюга нуклеотидів гена серед молекул-зондів, фіксованих на чіпі. Це був прототип ДНК-чіпа. Наприкінці 1980-х рр.. наш учений - акад. А.Д. Мірзабеков ідею гібридизації молекул реалізував в нашій країні у створенні ДНК-чіпа.

Для яких основних цілей можна використовувати ДНК-чіп?

1. Для визначення, які гени в нормальній клітині кожного типу активні, а які «мовчать».
трусы женские хлопок


2. Для порівняння активності генів в нормальній клітині даного типу з активністю генів в ракової клітки цього типу. Це дасть можливість виявити гени-причини ракової клітини.

3. З'ясовувати, чи залежать зміни генів ракової клітини - дефекти їх або зміни їх експресії, від типу клітина.

4. Визначити, зміни яких генів і в чому зустрічаються в ракової клітки частіше за інших.

5. Контроль лікування раку і його лікування по зникненню в плазмі крові від пацієнта генів-маркерів ракової клітини.

Види мутацій

1. Заміна - це заміна однієї пари основ у молекулі гена на іншу. Приклад: А-Т на Г-Ц.

2. Вставка - це додаткова пара підстав або навіть декілька їх в ген. Приклад: нова пара підстав А-Т в ген.

3. Делеція - випадання однієї або декількох пар основ в гені. Приклад: Г-Ц в послідовності підстав десь відсутня.

Мутація в гені виразиться в його продукті, тобто в його білках - змінена послідовність амінокислот у білку. Якщо цей ген в нормі регулює розподіл клітини, то у випадку мутації в цьому гені така клітина може стати раковою.

Ракова клітина може виникати з нормальної клітини не тільки від епімутацій і мутацій в ряді генів, але і в результаті надмірної активності гена. Це призводить до надлишку в клітці числа копій цього гена, тобто іРНК, а значить, нормального за будовою, але надлишку цього білка.

Приклад: ген c-myc в багатьох типах клітини активує РНК-полімеразу III типу в 12-15 разів порівняно зі звичайною, і цим веде до перетворення нормальної клітини в ракову.

У кожному випадку раку у пацієнта необхідно визначати «молекулярні причини» властивостей його ракових клітин: зміни експресії в них генів, в тому числі генів інвазії, мутації і епімутаціі в генах-супрессорах і репарації ДНК.

Як знайти мутацію гена за допомогою ДНК-чіпа?

Для виявлення в гені-якого виду мутації, в молекули-зонди треба внести всі види мутацій цього гена під час синтезу молекул. Після цього їх розміщують в осередках ДНК-чіпа.

З клітин або тут зразка плазми крові пацієнта готується суміш ДНК-проби. Кожну з них молекулу мітять флуоресцентним барвником і роботом вносять в осередку відомого гена.

Якщо в комірці станеться гібридизація молекули-зонда з молекулою-пробою, то лунка почне світитися. З цього буде висновок: в гені зі зразка плазми є епімутація або мутація. А це означає, що в організмі пацієнта є ракова клітина або клітини.

Знаючи, який ген в цьому осередку і яка в ньому мутація або епімутація, а також порівнявши його з нормальною копією гена в контрольній комірці на чіпі, ми дізнаємося який змінений ген в плазмі крові пацієнта.

Вимірювання ступеня світіння в гелевою лунці вкаже нам на титр мутантного або з епімутаціей гена у зразку плазми крові: чим менше титр, тим менше ракових клітин в організмі пацієнта.

Як визначити експресію гена за допомогою ДНК-чіпа?

Геном людини розшифрований і головне завдання вчених - якомога швидше з'ясувати функції кожного гена в клітині кожного типу і для організму в цілому.

Для визначення активності гена в клітині, в лунках чіпа фіксуються одноцепочной молекули ДНК, тобто «Половинки» генів. На чіпі розміром 1 см2 можна розташувати до 10 тисяч генів.

Як працює чіп, ми вже знаємо. При гібридизації з другої ланцюгом даного гена, тобто з другої його «половинкою», утворюється двухцепочная ДНК.

Вона відрізняється від одноцепочной ділянок тим, що здатна «чіпляти» половинки молекули гена з флуоресцентним барвником, що світиться в специфічною для нього області спектра. Так відбувається висвічування активних генів у клітині.

Звідки береться другий ланцюг гена? Її можна отримати з досліджуваної клітини, яка в різні проміжки свого життя і функцій включає і різні «набори» генів у своєму геномі.
Для нашої мети її отримують з плазми крові від пацієнта, куди потрапляють фрагменти генів із загиблих ракових клітин.

Відомо, що активні гени синтезують на своїй матриці молекули інформаційної РНК, тобто іРНК. Потім ці молекули використовують для синтезу білків.

За допомогою ферменту «зворотної транскриптази» з вірусів раку, з іРНК отримують копію у вигляді одноцепочной ДНК, тобто другу «половинку» гена - кДНК.

Роботом в осередку чіпа переносять молекули-проби, тобто кДНК. Якщо молекула-зонд комплементарна кДНК, то між ними відбувається гібридизація з утворенням двухцепочная гена. Така осередок або комірки на чіпі почнуть світитися. Чим більше ступінь світіння в гелевою комірці, тим більше титр цього гена в плазмі від пацієнта, а значить, більше ракових клітин.

Видимість ракової клітини або клітин у зразку плазми крові від пацієнта за маркерами: епімутаціі і мутації генів або ампліфікація генів, так-ет можливість виявляти рак у пацієнта в самому його початку і навіть до його початку, т . е. задовго до появи його симптомів. Низький титр генів-маркерів в плазмі крові пацієнта при аналізі на ДНК-чіпі повинен означати мінімальну кількість передракових та / або ракових клітин в його організмі.

ДНК-чіпи дозволяють отримати «профілі» експресії генів в кожному типі нормальною або дефектної клітинах. З їх допомогою вже вдалося з'ясувати, що для нормальних і ракових клітин ці профілі різні.

Перетворення нормальної клітини будь-якого типу в ракову після дії на неї якого-небудь канцерогену. Але коли, і на яку клітину і де в організмі людини подіяв канцероген або продукти окислення кисню, що, може бути, частіше за все, нам завжди невідомо.

Але при цьому ракові клітини мають однаковими зловісними властивостями незалежно від типу клітини і від класу канцерогену, що викликав її освіту. Це і змушує думати, що ракова клітина будь-якого типу може виникати від одних і тих же змін в генах.

Якщо це підтвердиться, тоді легше створити мінімальний набір генів-маркерів, що викликають перетворення нормальної клітини будь-якого типу в ракову клітку. Гени-маркери розмістять як молекули-зондів в осередках ДНК-чіпа і фіксують в них. У майбутньому кожна людина може носити на руці такий чіп того ж крихітного розміру. Чіп буде доповнений мікросхемою для аналізу його інформації.

Постійні, але не рідкісні протягом року аналізи плазми його крові та інших біологічних рідин на епімутаціі та інші зміни генів цього набору, дозволили б виявляти саме «переддень» раку, тобто його «початок», а ще надійніше - «до початку» його.

При виявленні такого «передодня» раку, на наш погляд, слід було б почати профілактичне лікування такого пацієнта для знищення цих перших передракових та / або ракових клітин в організмі пацієнта. Ряд методів для цієї мети вже розроблений, але в клінічну практику вони лише починають «входити».

Вибір препаратів і засобів повинен визначатися молекулярними причинами утворення ракової клітини у конкретного пацієнта. Ці причини будуть мішенями для ліків і засобів. Серед них, могли б бути: моноклональні антитіла, нормальні копії генів-супресорів і генів апоптозу за допомогою модифікованого вірусу, в майбутньому - мТКР з лікарською речовиною, малі интерферирующие РНК для руйнування іРНК генів-причин та інші. Це важливо, так як місце утворення таких клітин в організмі пацієнта на етапах - «початок» і тим більше - «до початку», не можна знайти ніякими методами, крім методів на основі генів-маркерів і білків-маркерів ракових клітин.
« Попередня Наступна »
= Перейти до змісту підручника =
Інформація, релевантна " ДНК-чіп для діагностики ракових клітин первинної пухлини і мікрометастазів по плазмі крові від пацієнта "
  1. Пневмонії
    для яких (щоб уникнути термінологічної плутанини) доцільно використовувати термін« пнев- моніт ». У зв'язку з необхідністю проведення ранньої етіотропної терапії Пн і неможливістю в більшості випадків своєчасно верифікувати її збудник Європейським респіраторним товариством (1993) запропонована робоча угруповання Пн, заснована на клініко-патогенетичному принципі з урахуванням
  2. Ангіогенез і лімфангіогенез і їх інгібування для пригнічений-ня проліферації ракових клітин первинного раку і метастазів
    чіпі і білковому чіпі. Такі критерії оцінки рівня ангіогенезу можна використовувати для ранньої діагностики ракових клітин і стеження за ефектом лікування раку за допомогою інгібіторів ангіогенезу. Інгібітори ангіогенезу Такий вплив в літературі називається антиангіогенним лікуванням раку (Є.В. Степанова, А.Ю. Баришніков, М.Р. Лічініцер, 2000; Є.В. Степанова, 2002). В даний час для
  3. Генітальний ендометріоз
    для верифікації діагнозу служить наявність обов'язкового поєднання двох компонентів - епітеліального і стромального. Ряд дослідників розглядають окремі форми ендометріозу яєчника як доброякісні пухлини. Терміном «ендометріоми», зокрема, іноді позначають великі за розміром ендометріоїдниє розростання, хоча за гістогенезом подібні утворення, незалежно від їх розмірів, слід
  4. ДОБРОЯКІСНІ ЗАХВОРЮВАННЯ МОЛОЧНИХ ЗАЛОЗ
    для жінок у віці від 35 років і старше. В останні роки вивчення ролі гормональних чинників в етіо-патогенезі захворювань молочних залоз набуває особливої ??актуальності, оскільки визнано, що багато фор-ми раку та мастопатії є гормонально-залежними захворюваннями і розвиваються під впливом безлічі факторів ендо-та екзогенного характеру. Молочна залоза, будучи органом
  5.  . Цукровий діабет і вагітність
      для функціонування мозку, еритроцитів, мозкової речовини нирок, рівень глюкози підтримується за рахунок посилення гликонеогенеза, гликогенолиза, придушення утилізації глюкози іншими тканинами під впливом збільшення секреції глюкагону та зменшення споживання глюкози інсулінозалежний тканинами в результаті зниження продукції інсуліну. Протягом доби мозкова тканина поглинає від 10 до 100 г
  6.  . ЗДУТТЯ ЖИВОТА І асцит
      для виявлення прихованого цирозу, пухлини товстої кишки з метастазуванням в очеревину, застійної серцевої недостатності або нефроза. Фізикальне обстеження. Ретельно проведене фізикальне обстеження може забезпечити цінними даними про етіологію здуття живота. Так, еритема долонній поверхні і паукообразная гемангіома дозволяють припустити приховано протікає цироз печінки, в той
  7.  ШКІРНІ ПОШКОДЖЕННЯ, МАЮТЬ загальмедичні значення
      для життя захворювань і знати ті діагностичні критерії, за якими діагностують захворювання інших систем органів. Шкірні прояви часто мають вирішальне значення для постановки остаточного діагнозу. Так, деякі шкірні «маркерні синдроми», наприклад вузлова еритема, можуть свідчити про Многосістемность захворюванні і вимагають відповідно ретельної медичної оцінки. Шкіра (рис.
  8.  ОСНОВИ ПРОТИПУХЛИННОЇ ТЕРАПІЇ
      для біології розвитку. У нормальному геномі існує група генів, що зберігаються з високим постійністю. Є відомості про те, що порушення їх структури або зміна локалізації в межах генома є відповідальними за порушення регуляції росту внаслідок продукції невластивих нормі протеїнів чи незвичайних їх кількостей. Хоча протоонкогени були спочатку виявлені в недосконалих
  9.  ПУХЛИНИ СЕЧОВИХ ШЛЯХІВ
      для позначення раку не слід, оскільки він відображає раніше існувала думка про походження цієї пухлини з клітин коркового речовини надниркових залоз. Клінічні ознаки. Рак нирки був названий «терапевтичної пухлиною», оскільки це захворювання часто діагностують навіть за відсутності метастазів з системних, а не по урологічним проявам. Хоча тріада, що складається з вираженою
  10.  РАК МОЛОЧНОЇ ЗАЛОЗИ
      для клінічно вираженого множинного раку в одній молочній залозі, а також для двосторонніх злоякісних новоутворень, що розвиваються синхронно. Це підтверджується тим, що у жінок у віці старше 70 років, померлих від інших причин, частота клінічно не проявляється за життя внутрипротоковой карциноми в 19 разів вище в порівнянні з зареєстрованими випадками раку молочних залоз.
загрузка...

© medbib.in.ua - Медична Бібліотека
загрузка...