array CGH
Dotaz
Zobrazit nápovědu
Nové molekulárně biologické metody umožnily zpřesnění průkazu chromozomálních změn v nádorové tkáni. Tyto změny lze prokázat u většiny maligních nádorů. Rychlý rozvoj celogenomových molekulárně biologických metod napomohl zlepšení poznání genetického pozadí nádorů. V současné době je jejich průkaz součástí diagnostických nebo prognostických schémat používaných u jednotlivých nádorových onemocnění. Jako první bylo v klinické praxi využíváno klasické cytogenetické vyšetření karyotypu, které je využíváno dodnes, i když s nástupem nových molekulárně biologických technik se jeho význam zmenšil. Metodami dnes nejčastěji používanými ke stanovení chromozomálních delecí nebo zmnožení při celogenomovém vyšetření jsou komparativní genomová hybridizace (CGH), array-CGH a SNP array. První dvě jsou založeny na principu porovnání nádorové DNA a normální, kontrolní DNA. Princip SNP array využívá přítomnosti jednonukleových polymorfismů rozložených po celém genomu u každého jedince. SNP array prokazuje nejen delece nebo zmnožení chromozómů, tak jak je tomu u CGH technik, ale je schopna prokázat i ztrátu heterozygozyty nebo unipaternální dizomii. Vyšetření chromozomálních změn se dnes stává rutinním a v některých případech také nezbytným vyšetřením pro stanovené diagnózy a prognózy nádorového onemocnění a správného výběru onkologické terapie.
New molecular biology methods have specified the evidence of chromosomal changes in the tumor tissue. These alterations can be proven to exist in the majority of malignant tumors. The fast progress of whole genome molecular biological methods has helped to improve the knowledge of tumor genetics. The evidence of genetic changes is a component of currently used diagnostic and prognostic schemes in particular cancer diseases. Karyotyping was the first method used in the clinical practice but its importance has decreased with the arrival of new molecular biological methods. The most common methods used for the detection of chromosomal deletions or amplifications are CGH, array-CGH and SNP array. The first two methods are based on the principle of comparison between tumor DNA and control DNA. The principle of SNP array uses the presence of single nucleotide polymorphisms that are located in the whole genome in each individual. SNP array can prove not only deletions or amplifications of the chromosomes but unlike CGH techniques it can also detect a loss of heterozygosity or uniparental disomy. The screening of chromosomal changes has nowadays become routine. These techniques are used for diagnosis, prognosis and treatment of cancer disease in certain cases.
- MeSH
- chromozomální delece MeSH
- dítě MeSH
- dospělí MeSH
- genom lidský * genetika MeSH
- jednonukleotidový polymorfismus * MeSH
- lidé MeSH
- meduloblastom genetika MeSH
- molekulární biologie MeSH
- neuroblastom genetika MeSH
- sekvenční analýza hybridizací s uspořádaným souborem oligonukleotidů * metody využití MeSH
- srovnávací genomová hybridizace * metody využití MeSH
- Check Tag
- dítě MeSH
- dospělí MeSH
- lidé MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
- přehledy MeSH
Nádory jsou onemocnění charakterizovaná genomovou instabilitou. Změny v počtu kopií DNA jsou jednou z mnoha abnormit, kterými může být ovlivněna exprese a funkce genů. Proto určení nebalancovaných změn, které představují především amplifikace a delece chromosomových oblastí a genů v nich lokalizovaných, dovoluje určit kritické geny a signální dráhy zahrnuté do vzniku a vývoje onemocnění. Určení takových nebalancovaných změn dovoluje molekulárně cytogenetická metoda komparativní genomová hybridizace (CGH). CGH se stala základem nedávno vyvinuté technologie, metody array komparativní genomové hybridizace (array CGH), která dovoluje detailní analýzu chromosomových oblastí, ve kterých došlo ke změně počtu kopií sekvencí DNA. V současnosti můžeme využít řady array CGH technologií, které významným způsobem zvyšují rozlišovací schopnost metody CGH a umožňují definovat v genomu oblasti, které mají vztah ke vzniku nádoru a dovolují rychle odhalit geny ležící v těchto oblastech. Tato práce informuje o principu, významu a využití metody array CGH při určování nebalancovaných změn v nádorovém genomu.
Cancer is a disease characterized by genomic instability. One of the mechanisms that changes gene expression and gene function is DNA copy number changes. These changes mostly include gains and losses of chromosomal regions, which can be detected by molecular cytogenetic method: comparative genomic hybridization (CGH). On the basis of CGH a new method has been recently developed called array comparative genomic hybridization (array CGH). Array CGH improves the resolution of CGH and enables detailed analysis of chromosomal regions, detecting DNA sequence copy number changes. Modern array CGH technologies posses increased sensitivity and are able to define genomic regions related to cancer, and to identify genes lying within these regions. Such genes may be involved in critical signaling pathways and may play role in cancer development and progression. This work informs about the principle, significance and usage of array CGH method in detection of imbalanced aberrations of cancer genome.
- MeSH
- financování organizované MeSH
- geny nádorové genetika imunologie MeSH
- hybridizace genetická MeSH
- lékařská onkologie metody trendy MeSH
- lidé MeSH
- nestabilita genomu genetika MeSH
- onkogeny genetika imunologie MeSH
- sekvenční analýza hybridizací s uspořádaným souborem oligonukleotidů metody trendy MeSH
- srovnávací genomová hybridizace MeSH
- statistika jako téma MeSH
- tumor supresorové geny MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
Určení chromozómových změn u lidských nádorů vede k hlubšímu poznání příčin vzniku a vývoje nádorů. Častými chromozómovými změnami u nádorů jsou získané ztráty a zmnožení genetického materiálu s postižením chromozómových oblastí obsahujících řadu genů účastnících se buněčné proliferace a diferenciace, ale také onkogeny a nádorové supresory. Určení genových změn je limitováno citlivostí použitých technik. Se zavedením analýzy genomu pomocí čipových technologií (microarray technology) se významným způsobem posunula citlivost určování genetických změn i u nádorů. Metoda arrayCGH (array comparative genomic hybridization) dovoluje určit dávku genů v nádorovém genomu, přičemž v jednom vyšetření je možné analyzovat desítky až tisíce genů najednou. Její citlivost je limitována pouze hustotou genů umístěných na daném čipu. Cílem práce je informovat o principech metody array -CGH a možnostech jejího využití pro studium nebalancovaných změn nádorového genomu se zaměřením na hematologické malignity.
Identification of chromosomal changes and variation in DNA copy number allows us to understand pathogenesis of tumors. To the frequently diagnosed chromosomal changes belong acquired gains and losses of chromosomal regions carring genes involved in cellular proliferation and differentiation as well as oncogenes and tumor suppressor genes. The determination of gene changes is limited by techniques used for their identification. The introduction of genom-wide microarray technology, resolution has rapidly increased. Array comparative genomic hybridization (arrayCGH) offers higher resolution for genome-wide detection of chromosomal alteration and it is able to analyze hundreds to thousands of genes presented on microarray in one experiment. The aim of this study was to perform arrayCGH technology and to stress its value for the identification of chromosomal imbalances in hematological malignancies.
- MeSH
- diagnostické techniky molekulární metody MeSH
- DNA nádorová analýza MeSH
- finanční podpora výzkumu jako téma MeSH
- genom MeSH
- hematologické nádory diagnóza genetika MeSH
- hybridizace in situ fluorescenční metody MeSH
- lidé MeSH
- onkogeny MeSH
- software MeSH
- tumor supresorové geny MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
CGH arrays se v dnešní době staly významnou technikou v analýze genomu. Využívají se pro detekci změn v počtu kopií genů nebo chromozomů, popřípadě jiných chromosomových přestaveb. Základní metodou je porovnávání DNA vzorku a zdravé kontroly pomocí komparativní genomové hybridizace (CGH). Analýza genetické nestability u nádoru a s ní spojené hledání nádorových markerů se dá využít jak v diagnostice nádorů (klasifikace nádorů do již existujících skupin, hledání nových podskupin), tak i v predikci jejich odpovědi na léčbu. Výhodou technologie CGH arrays je možnost analýzy celého genomu v jediném experimentu. To ovšem znamená, že metoda produkuje velké množství dat, které musí být správně matematicky vyhodnoceny a základním cílem článku je tak představení těchto matematických metod a jejich softwarové implementace.
Nowadays, array CGH experiments became a powerful technique for analysing changes in DNA by comparing control DNA and DNA of interest. This is widely used for example in genome cancer studies. Analysis of the tumour genome instabilities and the search for tumour markers can be used for the tumour diagnostics (tumour classification, detection of the new clinical groups of tumours) or for the prediction of the response to therapy. The method produce huge amount of data and special statistic techniques for detecting of genomic changes are necessary. The purpose of this paper is to provide brief summary of existing statistical methods used in CGH array analysis and their software implementation.
- MeSH
- DNA nádorová diagnostické užití genetika izolace a purifikace MeSH
- financování organizované MeSH
- genomika metody statistika a číselné údaje trendy MeSH
- hybridizace genetická MeSH
- internet trendy využití MeSH
- lékařská onkologie metody trendy MeSH
- lidé MeSH
- software klasifikace statistika a číselné údaje trendy MeSH
- srovnávací genomová hybridizace MeSH
- statistické modely MeSH
- statistika jako téma MeSH
- systémy řízení databází využití MeSH
- teoretické modely MeSH
- zlomy DNA MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
MOTIVATION: Genome analysis has become one of the most important tools for understanding the complex process of cancerogenesis. With increasing resolution of CGH arrays, the demand for computationally efficient algorithms arises, which are effective in the detection of aberrations even in very noisy data.
Mnohočetný myelom (MM) je hematologické onemocnění způsobené maligní proliferací klonálních plazmatických buněk (PCs), které se vyznačuje značnou klinickou a biologickou variabilitou. Identifikace chromozomových změn v genomu PCs hraje klíčovou roli v patogenezi MM a má také důležitý prognostický význam u pacientů s MM. Z genetického hlediska lze MM rozdělit na dva subtypy. Hyperdiploidní MM (H-MM), který se vyskytuje u 50 % případů, je charakterizován častou incidencí trizomií chromozomů 3, 5, 7, 9, 11, 15, 19 a 21 a dále nízkým výskytem translokací IgH. Téměř polovina případů je klasifikována jako non-hyperdiploidní MM (NH-MM), u kterého lze často najít jednu z pěti rekurentních translokací IgH: 4p16 (FGFR3 a MMSET), 6p21 (CCND3), 11q13 (CCND1), 16q23 (MAF), 20q12 (MAFB) a který je asociován s nepříznivou prognózou onemocnění. Rozvoj a rozšířené využívání nových technologií, jako je technika celogenomové komparativní genomové hybridizace na oligonukleotidových čipech (aCGH), výrazně posunula výzkum genomových změn u MM, jelikož umožňuje v rámci jedné reakci analýzou chromozomových změn v celém genomu, a tak představuje ideální nástroj pro studium nádorové genetiky a je vhodnou aplikací pro rutinní analýzy v klinické praxi. Technika aCGH významně překonává běžně používané cytogenetické techniky (G-pruhování, FISH), a to jak v možnostech minimálního rozlišení chromozomových změn, tak i v kvalitě a množství získaných genomických dat nezbytných pro další analýzy a klinické aplikace. Technika aCGH je nyní používána k lepšímu pochopení molekulárního fenotypu nádorových buněk, pro studium vlivu chromozomových změn na citlivost na určitá chemoterapeutika a prognózu onemocnění. Tento dokument přináší stručný metodický a literární přehled použití techniky oligonukleotidové aCGH v diagnostice MM.
Multiple myeloma (MM) is a hematological disease caused by malignant proliferation of clonal plasma cells (PCs) known for its clinical and biological heterogeneity. Identification of chromosomal changes in genome of PCs plays a key role in MM pathogenesis and is supposed to have important prognostic significance for MM patients. There are two major genetic entities in MM. Hyperdiploid tumors (H-MM), which include about 50% of MM tumors, often have multiple trisomies involving chromosomes 3, 5, 7, 9, 11, 15, 19, and 21 and a substantially lower prevalence of IgH translocations. Nearly half of tumors are non-hyperdiploid (NH-MM), and mostly have one of five recurrent IgH translocations: 11q13 (CCND1), 6p21 (CCND3), 16q23 (MAF), 20q12 (MAFB), and 4p16 (FGFR3 and MMSET). The development and expanded use of new technologies, such as genome-wide array-based comparative genomic hybridization (aCGH) has accelerated genomic research in MM. This technique is a powerful tool to globally analyze recurrent copy number changes in tumor genome in a single reaction and to study cancer biology and clinical behaviors. It widely overcame routinely used cytogenetic techniques (G-banding, FISH) both in minimal resolution of chromosomal changes and amount of obtained genomic data important for further analyses and clinical applications. Array CGH technique is now used to better understanding of molecular phenotypes, sensitivity to particular chemotherapeutic agents, and prognosis of these diseases. This paper brings brief literature and methodic overview of oligonucleotide-based array-CGH technique in MM diagnosis.
- MeSH
- cytogenetické vyšetření MeSH
- dítě MeSH
- geny Wilmsova nádoru MeSH
- lidé MeSH
- srovnávací genomová hybridizace MeSH
- Wilmsův nádor * genetika MeSH
- Check Tag
- dítě MeSH
- lidé MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
Submicroscopic structural chromosomal aberrations (microduplications and microdeletions) are believed to be common causes of mental retardation. These so-called copy number variations can now be routinely detected using various platforms for array-based comparative genomic hybridization (array-CGH), which allow genome-wide identification of pathogenic genomic imbalances. In this study, oligonucleotide-based array-CGH was used to investigate a panel of 23 patients with mental retardation and developmental delay, dysmorphic features or congenital anomalies. Array-CGH confirmed or revealed 16 chromosomal aberrations in a total of 12 patients. Analysis of parental samples showed that five aberrations had occurred de novo: del(1)(p36.33p36.23), del(4)(p16.3p16.2) joined with dup(8)(p23.3p23.1), del(6)(q14.1q15), del(11)(q13.1q13.4). Three aberrations appeared to be inherited from an unaffected parent: dup(3)(q29), del(6)(q12), dup(16)(p13.11). Six aberrations appeared to be inherited from a parental carrier: del(1)(p36.33) joined with dup(12)(q24.32), del(21)(q22.2q22.3) joined with dup(11)(q24.2q25), del(X)(q22.3) and del(1)(q21.1). In two cases, parents were not available for testing: del(17)(q11.2q12) and del(2)(q24.3q31.1). Our results show that the use of oligonucleotide-based array- CGH in a clinical diagnostic laboratory increases the detection rate of pathogenic submicroscopic chromosomal aberrations in patients with mental retardation and congenital abnormalities, but it also presents challenges for clinical interpretation of the results (i.e., distinguishing between pathogenic and benign variants). Difficulties with analysis notwithstanding, the array-CGH is shown to be a sensitive, fast and reliable method for genome-wide screening of chromosomal aberrations in patients with mental retardation and congenital abnormalities.
- MeSH
- chromozomální aberace MeSH
- chromozomální delece MeSH
- dítě MeSH
- genová dávka MeSH
- lidé MeSH
- mentální retardace genetika MeSH
- mladiství MeSH
- srovnávací genomová hybridizace MeSH
- Check Tag
- dítě MeSH
- lidé MeSH
- mladiství MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
- Geografické názvy
- Česká republika MeSH
Proximal 6q deletions have a milder phenotype than middle and distal 6q deletions. We describe 2 patients with non-overlapping deletions of about 15 and 19 Mb, respectively, which subdivide the proximal 6q region into 2 parts. The aberrations were identified using karyotyping and analysed using mBAND and array CGH. The unaffected mother of the first patient carried a mosaic karyotype with the deletion in all metaphases analysed and a small supernumerary marker formed by the deleted material in about 77% of cells. Her chromosome 6 centromeric signal was split between the deleted chromosome and the marker, suggesting that this deletion arose through the centromere fission mechanism. In this family the location of the proximal breakpoint in the centromere prevented cloning of the deletion junction, but the junction of the more distal deletion in the second patient was cloned and sequenced. This analysis showed that the latter aberration was most likely caused by non-homologous end joining. The second patient also had a remarkably more severe phenotype which could indicate a partial overlap of his deletion with the middle 6q interval. The phenotypes of both patients could be partly correlated with the gene content of their deletions and with phenotypes of other published patients.
- MeSH
- chromozomální delece MeSH
- fenotyp MeSH
- genetické asociační studie MeSH
- hybridizace in situ fluorescenční MeSH
- karyotyp MeSH
- kojenec MeSH
- lidé MeSH
- lidské chromozomy, pár 6 genetika MeSH
- předškolní dítě MeSH
- pruhování chromozomů MeSH
- srovnávací genomová hybridizace MeSH
- Check Tag
- kojenec MeSH
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- předškolní dítě MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- kazuistiky MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
