S nástupem NGS a zvláště sekvenování transkriptomu došlo k nové specializaci microarray technologie a jejímu rozvoji k novým prakticky nenahraditelným nástrojům diagnostiky. Jakkoliv se objevují názory, že NGS zcela nahradí microarrays, trendy vyplývající z odborných článků, výzkumné a klinické praxe hovoří o výrazně rozdílném vývoji. NGS zejména v oblasti měření DNA exprese a transkriptomu skutečně přináší potenciál získání relativně kvalitativně bohatší informace, která se využívá zejména při hledání neznámých sekvencí, nicméně u analýz aplikovaných a známých sekvencí si microarrays naopak udržují dominantní postavení. Zcela unikátní platformou jsou tzv. VIPTM čipy, které přinesly možnost provádět populační studie s DNA až 10 tisíc jedinců v 10lokusech. Zároveň je opomíjen fakt, že současné sekvenační technologie mohou přinést informace pouze o DNA, na rozdíl od široké škály biomarkerových sond, které lze kotvit a tudíž analyzovat na substrátu microarrays, včetně proteinových biočipů, které zaznamenali velký boom především v poslední dekádě a těší se praktickému a klinickému využití.
With the advent of NGS and especially the transcriptome sequencing, a novel specialization of microarray technology has taken place and its development towards new practically indispensable diagnostic tools. Although it has been argued that NGS will eventually replace microarrays, the trends inferred from scientific articles, the research and clinical practice as well as the actual principal difference between these technologies, corroborate a significantly different development. In particular, in the measurement of DNA expression, NGS has brought the potential of obtaining a relatively richer qualitative information, which is used mainly for finding unknown sequences, however, microarrays conversely maintain dominance in the case of applied analyses and of known sequences. Furthermore, in the last decade, an entirely unique platform, called VIPTM microarrays, has been developed, which enabled to carry out cost -effectively population -based studies of DNA of up to 10,000 individuals in 10 loci. Moreover, another fact has been condoned, i.e. the current sequencing technologies can address only information related to DNA. Microarrays, to the contrary, permit immobilizing a wide spectrum of biomarker probes on the substrate and thus analyze a variety starting from DNA through proteins, small molecules, cells, tissues and others. As a consequence, the two technologies seem to be rather in a convenient complementarity than in any real competition.
- MeSH
- Protein Array Analysis methods MeSH
- Molecular Diagnostic Techniques methods MeSH
- DNA analysis MeSH
- Adult MeSH
- Research Support as Topic MeSH
- Colorectal Neoplasms diagnosis MeSH
- Humans MeSH
- Lymphatic Metastasis diagnosis MeSH
- Gene Expression Regulation, Neoplastic MeSH
- Medical Laboratory Science MeSH
- Check Tag
- Adult MeSH
- Humans MeSH
- Male MeSH
- Female MeSH
V této publikaci přinášíme přehled vědeckých prací, ve kterých nám technologie cDNA microarrays umožnila nové náhledy do procesů maligní transformace. Díky této technologii dnes můžeme sledovat v jeden okamžik expresní aktivitu tisíců genů. S pomocí vhodných nástrojů můžeme naměřené hodnoty dávat do souvislostí, které byly ještě nedávno prakticky nemyslitelné. V naší laboratoři jsme vyvinuli nové nástroje a postupy pro analýzu microarrays a pro zpracování výsledků do podoby použitelné v onkologickém výzkumu. Pro sledování některých charakteristik je nutné použít vizualizační nástroje. Například pro sledování aktivity určitých oblastí chromosomů jsou velmi vhodné transkripční mapy (dále TM). Implementovali jsme vlastní software pro generování TM a díky kombinaci jeho výstupů s dosavadními znalostmi jsme formulovali závěry našich experimentů. Intuitivním rozšířením TM jsme dosáhli mnoha dalších vizualizací např. hustoty aktivních genů, kumulativní exprese oblastí atp. Tyto nástroje by měly v budoucnosti pomáhat klinikům při diagnostice zhoubných malignit a určování následné léčby.
In this paper we bring a scientific review of studies in which cDNA microarrays technology allowed us to create new insights into malignant transformation processes. We can monitor parallel expression activity of thousands of genes using this technology. Using appropriate tools we can evaluate biological correlations that were practically impossible few years ago. We have developed new tools and techniques transforming the data into form suitable for oncological research. Special visualizations are necessary for some types of studies. E.g. transcription maps (TMs) are a proper tool for studying activity of chromosomal regions. We have implemented our own software for generating TMs. On the basis of combination of its outputs and knowledge gained so far we have formulated our conclusions. Using intuitive TM extensions we have obtained many useful visualizations, e.g. density of active genes, cumulative expression etc. These tools are supposed to help clinicians while forming diagnoses of malignant diseases and while treatment planning.
- MeSH
- Biomedical Research methods trends MeSH
- DNA, C-Form diagnostic use MeSH
- Financing, Organized MeSH
- Medical Oncology methods trends MeSH
- Leukemia diagnosis genetics immunology MeSH
- Humans MeSH
- Microchip Analytical Procedures methods utilization MeSH
- Colonic Neoplasms diagnosis genetics immunology MeSH
- Gene Expression Profiling methods utilization MeSH
- Check Tag
- Humans MeSH
- Publication type
- Review MeSH
Moderní přístupy k onkologické diagnostice a léčbě jsou dnes již neodmyslitelně spjaty s využíváním nejnovějších poznatků biomedicínských věd. Jedním z hlavních trendů molekulární medicíny je rozvoj metodik umožňujících paralelní sledování exprese velkého počtu genů nebo proteinů – tzv. funkční genomika a proteomika. Tyto techniky umožňují identifikovat diferenciální genovou expresi, tj. nalézt rozdíly mezi expresí genů u dvou či více vzorků buněk nebo tkání různých typů (např. normálních a nádorových buněk) nebo kultivovaných za různých podmínek. Tak přispívají k objasnění mechanizmů maligního zvratu, mohou sloužit jako východisko pro rozvoj cílené protinádorové genové terapie, sledování odpovědi pacienta na léčbu a predikci dalšího vývoje onemocnění. Genomické metody se v posledních letech rychle rozvíjely – od diferenciální a subtraktivní hybridizace a diferenciálního displaye až po sériovou analýzu genové exprese a DNA čipy (microarrays). Uplatňují se také tkáňové a proteinové čipy a další proteomické přístupy. V současné době jsou stále více využívány DNA čipy umožňující detekci exprese celého lidského genomu, které nabízejí značné možnosti pro onkologický výzkum i klinickou praxi. U mnoha typů nádorů byly pomocí čipů nalezeny nové markery nádorového růstu a progrese onemocnění, z nichž některé jsou již úspěšně využívány v klinické praxi pro optimalizaci léčby omezující zátěž pacienta (např. u nádorů prsu).
Contemporary approaches to diagnostics and therapy in oncology are nowadays tightly coupled to novel findings of biomedical science. One of the main trends in molecular medicine is the development of methodologies enabling parallel monitoring of expression of large quantities of genes or proteins - so called functional genomics and proteomics. These techniques allow determination of differential gene expression, i.e. evaluation of differences in gene expression between two or more cell or tissue samples of different types (e.g. normal or cancer cells) or coming from different culture conditions. These approaches help in elucidating causes of malignant transformation and can serve as a base for development of targeted anticancer gene therapy, monitoring of patient response to treatment and prediction of further disease development. Genomic approaches have undergone rapid development in the last few years - from differential and subtractive hybridisation through differential display all the way to serial analysis of gene expression and DNA microarrays. Besides that, tissue and protein arrays and other proteomic approaches have been also used. Currently DNA microarrays covering expression of the whole human genome, having significant potential in oncological research and clinical praxis, have been used more and more frequently. Many new tumor growth and progression markers were found using such approaches. Some of these markers have been already successfully used in clinical practice (e.g. in breast cancer) for therapy optimisation and minimisation of patient discomfort.
- MeSH
- Protein Array Analysis methods instrumentation utilization MeSH
- DNA analysis genetics MeSH
- Gene Expression genetics MeSH
- Research Support as Topic MeSH
- In Situ Hybridization, Fluorescence methods MeSH
- Humans MeSH
- Neoplasms diagnosis genetics therapy MeSH
- Review Literature as Topic MeSH
- Prognosis MeSH
- RNA analysis genetics MeSH
- Check Tag
- Humans MeSH
xv, 469 s. : il. ; 26 cm
sv.
- MeSH
- Biological Science Disciplines MeSH
- Biology MeSH
- Microarray Analysis MeSH
- Publication type
- Periodical MeSH
- Conspectus
- Biologické vědy
- NML Fields
- biologie
Nature reviews ; suppl., March 2004
46 s. : il., tab., grafy ; 28 cm
- MeSH
- Tissue Array Analysis MeSH
- Genomics MeSH
- Medical Informatics Computing MeSH
- Computational Biology MeSH
- Publication type
- Collected Work MeSH
Practical Approach Series
[1st ed.] xx, 210 s.
- Keywords
- DNA, Genom, Laboratorní technika,
- MeSH
- DNA MeSH
- Genetics MeSH
- Genome MeSH
- Clinical Laboratory Techniques MeSH
- Conspectus
- Obecná genetika. Obecná cytogenetika. Evoluce
- NML Fields
- genetika, lékařská genetika
