DNA čipová technologie Dotaz Zobrazit nápovědu
- MeSH
- čipová analýza proteinů metody MeSH
- diagnostické techniky molekulární metody MeSH
- DNA analýza MeSH
- dospělí MeSH
- finanční podpora výzkumu jako téma MeSH
- kolorektální nádory diagnóza MeSH
- lidé MeSH
- lymfatické metastázy diagnóza MeSH
- regulace genové exprese u nádorů MeSH
- technologie lékařská MeSH
- Check Tag
- dospělí MeSH
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- ženské pohlaví MeSH
Moderní metodiky studia genové exprese na úrovni RNA využívající DNA čipy (DNA microarrays) představují účinný nástroj nejen pro výzkum onkologických onemocnuní, ale mají i velký potenciál stát se základem nových diagnostických postupů. Jejich úspěšná aplikace však vyžaduje zvládnutí problematických postupů jako jsou odběr vzorku, izolace RNA nebo značení nukleových kyselin. S ohledem na množství různých DNA čipových platforem, neexistuje jeden univerzální návod, který by mohl být pouIit ve všech laboratořích. Protokoly zpracování DNA čipů se proto, někdy velmi výrazně liší, což má negativní dopad i na možnost jejich diagnostického využití.
Gene expression profiling using DNA microarrays represents not only a powerfull tool for oncological research but have also a big potential to become a standard diagnostic technique. However, successfull microarray application needs to overcome some pitfalls such as sample collection, RNA isolation or nucleic acid labeling. Due to the number of microarray platforms there is no universal guide that can be used by all laboratories. The number of sometimes very different protocols for DNA microarray processing has a negative impact on their diagnostic utilization.
- MeSH
- bronchoalveolární laváž využití MeSH
- diagnostické techniky molekulární metody trendy využití MeSH
- financování organizované MeSH
- kostní dřeň MeSH
- lékařská onkologie metody trendy MeSH
- lidé MeSH
- odběr biologického vzorku metody využití MeSH
- odběr vzorku krve metody využití MeSH
- regulace genové exprese u nádorů genetika imunologie MeSH
- RNA diagnostické užití genetika izolace a purifikace MeSH
- sekvenční analýza hybridizací s uspořádaným souborem oligonukleotidů metody využití MeSH
- tenkojehlová biopsie metody využití MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
Diagnostika hematologických malignit je v současnosti založena na morfologických kritériích, doplněných o analýzy několika molekulárních markerů. Uvnitř řady takto definovaných jednotek však pacienti vykazují heterogenní odpověď na aplikovanou léčbu a odlišně klinický vývoj onemocnění. Vyvstává tedy otázka, co je příčinou tohoto stavu? Selhávají stávající diagnostické metody nebo klasifikační systémy hematologických malignit? Zhoubné novotvary obecně představují chorobu genomu. Z tohoto důvodu je naděje vkládána do DNA čipů (DNA microarrays), neboť se jedná o zařízení schopné ve velmi krátkém čase paralelně detekovat a kvantifikovat expresi až desítky tisíc genů. DNA čipové analýzy nám umožňují globální pohled na genovou expresi nádoru a identifikaci molekulárních markerů dúležitých pro diagnostiku, klasifikaci a predikci nádorového onemocnění, zejména se zřetelem na vývoj a efektivní použití cílené terapie. V případě lymfoidních malignit DNA čipy již přinesly několik významných objevů s jednoznačným klinickým dopadem. Jejich souhrn přinášíme v našem přehledovém článku.
The diagnosis of hematologic malignancies is currently based on morphology and analysis of a few of molecular markers of cancer cells. Responses to treatment and clinical outcomes of patients within these diagnostic categories are heterogenous. What is the reason of this situation? The inadequacy of existing diagnostic methods or diagnostic categories? Cancer is, in essence, a genetic disease. DNA microarrays represents a tool capable of both detecting and quantifying expression of tens of thousands genes (expression profiling) in a very short period of time. On this account DNA micrarrays are used to identify new molecular markers important for diagnostic and clasification of cancer and prediction of treatment outcome. The aim of this review article is to introduce to some fundamental discoveries provided by microarray technology in lymphoid malignancies.
- MeSH
- akutní lymfatická leukemie diagnóza etiologie farmakoterapie MeSH
- chronická lymfatická leukemie diagnóza etiologie farmakoterapie MeSH
- difúzní velkobuněčný B-lymfom diagnóza etiologie farmakoterapie MeSH
- exprese genu genetika účinky léků MeSH
- financování organizované MeSH
- folikulární lymfom diagnóza etiologie farmakoterapie MeSH
- hematologické nádory diagnóza etiologie genetika MeSH
- lékařská onkologie metody trendy MeSH
- lidé MeSH
- lymfom z plášťových buněk diagnóza etiologie farmakoterapie MeSH
- prognóza MeSH
- sekvenční analýza hybridizací s uspořádaným souborem oligonukleotidů metody využití MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
Biočipové technologie se začaly rozvíjet zhruba před 10 lety a jejich použití stálé vzrůstá a rozšiřuje se množství jejich aplikací. Od základní aplikace na problematiku molekulárně genetickou, kdy analyzovanou substancí byly nukleové kyseliny, se postupně jejich používání rozšířilo i na bílkoviny, cukry a alespoň co se týká používaného označení i na buňky a tkáně. Vývoj se ubíral v zásadě dvěma směry, směrem k neustálému zvětšování počtu současně prováděných detekcí a směrem k čipům specializovaným na řešení určitých specifických otázek.
Biochip technologies have arisen and expanded during the last decade and the scope of them is now very broad. At the very beginning the analyzed substance was nucleic acid, but also proteins and carbohydrates (sugars) became the targets and the same term covers also cells and tissues now. The technology evolved by increasing the number of detections made simultaneously on one chip and reached the possibility to test all human genes at once, the other way led to specific sets with limited number of probes e.g. all known mutations of one gene, or genes participating in one pathway or function.
- MeSH
- čipová analýza proteinů metody trendy využití MeSH
- diagnostické techniky molekulární metody přístrojové vybavení využití MeSH
- financování organizované MeSH
- genomika metody trendy MeSH
- lékařská onkologie metody trendy MeSH
- lidé MeSH
- mikročipové analytické postupy metody využití MeSH
- nanotechnologie metody trendy MeSH
- sekvenční analýza hybridizací s uspořádaným souborem oligonukleotidů metody trendy využití MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
Autor se ve svém sdělení zabývá problematikou progrese lokalizovaných renálních karcinomů po chirurgické léčbě. Přináší přehled některých prognostických faktorů, jednak standardně užívaných klinických a patologických ukazatelů (symptomatologie, TNM klasifikace, stupeň histopatologické diferenciace nádoru, mikrovaskulární invaze), jednak některých nově zkoumaných molekulárně biologických markerů (HIF-1?, VEGF, Ki67, p53, CXCR 3, MMP 2, MMP 9, IMP 3). Uvádí rovněž možnost využití DNA čipových technologií ve výzkumu renálních karcinomů.
The author of this review deals with the issue of localized renal carcinoma in patients undergoing surgical treatment. He outlines some of the prognostic factors – standard clinical and patological features used in clinical practice (symptomatology, TNM clasification, histopatological grade, microvascular invasion) and also some new molecular biological markers currently under investigation (HIF-1α, VEGF, Ki67, p53, CXCR 3, MMP 2, MMP 9, IMP 3). He also deals with the role of DNA microchip technologies in renal tu - mours research.
- Klíčová slova
- renální karcinom, prognostické faktory, molekulárně biologické markery, DNA čipová technologie,
- MeSH
- lidé MeSH
- nádorové biomarkery genetika MeSH
- nádory ledvin diagnóza metabolismus MeSH
- sekvenční analýza hybridizací s uspořádaným souborem oligonukleotidů využití MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
Technologie DNA čipů je v současné době nejúčinnější a nejrozšířenější metodou studia genové exprese. Počet prací využívajících tuto technologii v posledních letech exponenciálně narůstá a možnosti jejího využití se výrazně posunuly z oblasti experimentální do oblasti klinické. Ve výzkumu kolorektálních karcinomů bylo za posledních pět let využito DNA čipů ve více než šedesáti studiích. Tyto práce popisovaly schopnost čipů odlišit nádorovou tkáň od zdravé střevní sliznice, rozdělit nádory podle histopatologického stádia, anatomické lokalizace, mikrosatelitní nestability, determinovat znaky regionálních a vzdálených metastáz v primárních nádorech, predikovat léčebnou odpověď a identifikovat prognostické skupiny pacientů. Srovnatelnost a reprodukovatelnost výsledků DNA čipových studií bohužel výrazně ovlivňuje jejich technologická rozmanitost. Přesto jsme nalezli několik desítek genů, potenciálních markerů kolorektální karcinogeneze, jejichž pozměněná exprese v nádorové tkáni byla pozorována ve dvou a více nezávislých studiích. Slibné výsledky přinesly práce zaměřené na využití profilů genové exprese ke stanovení prognózy. Průměrná senzitivita predikce relapsu nádorového onemocnění, vzdálenostní progrese a délky celkového přežití pomocí profilů genové exprese byla pro všechny tři parametry přibližně 80%. Dobré analytické vlastnosti prokázaly DNA čipy také v predikci léčebné odpovědi. Klinické využití profilů genové exprese bude znamenat zásadní krok vedoucí směrem k individualizaci léčby a dispenzarizace pacientů s kolorektálními karcinomy.
DNA microarray technology is currently the most effective and widespread technique used for gene expression studies. Over the last years the number of reports related to this technology exponentially increases and possibilities of DNA microarrays usage markedly drifted from basic to clinical research. DNA microarrays were used in more than sixty studies focused on colorectal cancer during last five years. This reports show efficiency of this technology to distinguish tumor from normal colonic tissue and classify tumors in order to their pathological grade, anatomic localization and microsatellite status. Subsequent papers demonstrate abilities of gene expression profiles to determinate molecular signature of metastatic disease in primary tumors and predict therapy response and disease prognosis. However, comparability and reproducibility of studies based on DNA microarrays are notably affected by their technological diversity. Anyway, we found several genes (potential markers of colorectal carcinogenesis) with altered expression in tumors identified by two or more independent studies. Promising results were reached by gene expression profiles in prediction of colorectal cancer prognosis. DNA microarrays showed good analytical ability also in therapy response prediction. Clinical application of gene expression profiles will be the important advance leading to individualized therapy and dispensarization of patients with colorectal cancer.
- MeSH
- exprese genu genetika účinky léků MeSH
- financování organizované MeSH
- kolorektální nádory diagnóza etiologie genetika MeSH
- lékařská onkologie metody trendy MeSH
- lidé MeSH
- metastázy nádorů diagnóza genetika MeSH
- mikrosatelitní nestabilita MeSH
- nádory podle lokalizace MeSH
- prognóza MeSH
- progrese nemoci MeSH
- sekvenční analýza hybridizací s uspořádaným souborem oligonukleotidů metody využití MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
V poslední době se v experimentální praxi stále ve větší míře uplatňují metody využívající mikročipové expresní analýzy. Většina expresních analýz v medicínském výzkumu vychází z bioptických vzorků, které obsahují řadu různých typů buněk. Majoritní populace buněk je určující pro celkovou informaci o genové expresi a znemožňuje tak rozlišení specifické genové exprese jednotlivých typů buněk. Mezi metody, které umožňují selekci přesně definovaných populací buněk patří laserová a mechanická mikrodisekce. Současné čipy vyžadují mikrogramová množství značené nukleové kyseliny, přičemž vstupní množství RNA ze selektovaných buněk se může pohybovat pouze v nanogramovém až pikogramovém řádu. Tento problém je možno řešit různými způsoby amplifikace RNA, mezi které patří dvojitá lineární amplifikace RNA nebo metody využívající kombinovanou PCR s linearní amplifikací. V tomto krátkém přehledu poskytujeme jednak informace, se kterými jsme se setkali jednak během naší současné analýzy genové exprese v mikrodisekovaných buňkách mléčné žlázy, a také náš optimalizovaný postup. Celý projekt sestával z časově náročného sběru čerstvě zmražené tkáně, optimalizace přípravy kryofiezů pro mikrodisekci, izolace a amplifikace RNA, hybridizace na mikročipy, analýzy dat a konečně verifikace vybraných výsledků pomocí imunohistochemie. V současné době je vlastní práce v oponentním řízení v zahraničním časopise, a nemůžeme proto poskytnou detailnější informace o získaných výsledcích.
The DNA microarray is a powerful, high throughput technique for assessing gene expression on a systemwide genomic scale. Most expression profiling studies of solid tumors have used biopsy samples containing large numbers of contaminating stromal and other cell types, thereby complicating any precise delineation of gene expression in nontumor versus tumor cell types. Combining microdissection, RNA amplification protocols, microarray technologies and our knowledge of the human genome sequence, it is possible to isolate pure populations of cells or even a single cell and interrogate the expression of thousands of sequences for the purpose of more precisely defining the biology of the tumor cell. In this short overview, we provide informations on selected problems which we had to solve during our microarray analysis of microdissected normal and tumour cells of mammary gland. We provide our optimized procedure as well. The whole project consisted of the long-term collection of snap-frozen tissues, optimalization of staining of cryosections for laser capture microdissection, isolation and amplification of RNA, hybridization onto chips, data analysis and finally verification of the results by immunohistochemistry. Our work is currently reviewed by an international journal and we can’t provide detailed information on particular achievements yet.
- MeSH
- čipová analýza proteinů metody přístrojové vybavení využití MeSH
- exprese genu genetika MeSH
- financování organizované MeSH
- imunohistochemie využití MeSH
- lasery využití MeSH
- lidé MeSH
- mikrodisekce metody přístrojové vybavení využití MeSH
- mléčné žlázy lidské cytologie MeSH
- odběr biologického vzorku metody trendy MeSH
- polymerázová řetězová reakce s reverzní transkripcí metody přístrojové vybavení využití MeSH
- RNA diagnostické užití genetika izolace a purifikace MeSH
- techniky amplifikace nukleových kyselin metody přístrojové vybavení využití MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
Východisko: Expresní microarrays představují vhodnou technologi i pro studium patologických procesů na genomické úrovni. Pro identifikace odlišně exprimovaných genů u pacientů s CML jsme použili plastikové microarrays, které kombinují hlavní přednosti nylonových membrán a skleněných microarrays. Pacienti a Metody. Leukocyty byly izolovány z periferní krve 6 pacientů s chronickou myeloidní leukemií v době stanovení diagnózy. U všech pacientů byl detekován BCR/ABL fúzní gen. Pro detekci expresních profilů byly použity Atlas Human Plastic 8K Microarrays (Clontech) s 8 327 genovými sondami. mRNA byla izolována z 45µg celkové RNA pomocí magnetických částic. Výsledky. Většina genů u pacientů vykazovala stejnou expresi jako kontrolní vzorek. U některých genů bylo možné detekovat podobné změny v expresi u všech (či většiny) pacientů např. zvýšená exprese: lactotransferrin, proteoglycan 2, elastase 2, MMP 9, defensin alpha 1,3,4, peptidoglycan recognition protein, cathepsin G, myeloperoxidase, proteinase 3; snížená exprese: CD68 antigen, cathepsin B, H factor, integrin-alpha X, interleukin 8, preB cell colony enhancing factor. Závěr. Naše studie odhalila variabilitu v expresi mnoha genů, ale i přesto jsme identifikovali skupinu genů s podobnými změnami v aktivitě. Tyto geny by mohly být asociovány s rozvojem onemocnění a budou podrobněji studovány.
Background: Expression microarrays provide a powerful technology for studying disease processes on a genomic scale. We used plastic microarrays for identification of differentially expressed genes in chronic myeloid leukemia patients. Plastic arrays combine the best properties of glass and nylon arrays.Patients and Methods: Leukocytes were isolated from peripheral blood of 6 CML patients at diagnosis. All patients were BCR/ABL fusion gene positive. For gene expression profiling we used Atlas Human Plastic 8K Microarrays (Clontech) with 8 327 gene probes. mRNA was isolated from 45µg of total RNA using magnetic bead method. Results: Majority of the patient genes showed the same transcription activity as in the control sample. In a few genes it was possible to observe similar significant changes of gene expression in all (most) patients e.g.up-regulation: lactotransferrin, proteoglycan 2, elastase 2, MMP9, defensin alpha 1,3,4, peptidoglycan recognition protein, cathepsin G, myeloperoxidase, proteinase 3; down-regulation: CD68 antigen, cathepsin B, H factor, integrin-alpha X, interleukin 8, preB cell colony enhancing factor. Conclusions: Although the study revealed variability of gene expression in many genes, we identified a number of genes with the similar expression regulation. The genes may be associated with the disease process and will be analysed in detail.
- MeSH
- chronická myeloidní leukemie diagnóza etiologie genetika MeSH
- čipová analýza proteinů metody přístrojové vybavení využití MeSH
- exprese genu genetika účinky léků MeSH
- financování organizované MeSH
- genetický výzkum MeSH
- hematologické nádory diagnóza etiologie genetika MeSH
- interleukiny genetika imunologie izolace a purifikace MeSH
- kathepsiny genetika imunologie izolace a purifikace MeSH
- lékařská onkologie metody trendy MeSH
- lidé MeSH
- RNA diagnostické užití genetika izolace a purifikace MeSH
- sekvenční analýza hybridizací s uspořádaným souborem oligonukleotidů metody využití MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
Prudký rozvoj čipových technologií v posledních letech umožnil sériové analýzy exprese několika tisíc genů zároveň v jediném experimentu a tím urychlil naše porozumění komplexnosti buněčných procesů. Pomocí mikročipového výzkumu lidského transkriptomu byly odhaleny nové, dříve nerozeznatelné subtypy tumorů, nové diagnostické a prognostické markery nebo potenciální cílové molekuly pro terapii. Aplikace „high-throughput“ technologií v klinické onkologii slibuje do budoucna posun ke každodenním rutinním čipovým analýzám nádorů a na jejich základě individualizaci léčebného programu. Před zavedením mikročipů do klinické praxe je však ještě potřeba vyře- šit nukolik sporných otázek týkajících se analýzy dat, reprodukovatelnosti a validace výsledků, mezilaboratorního srovnávání a v neposlední řadě také problém stále poměrně vysokých pořizovacích i provozních nákladů.
During recent few years, rapid progress in microarray technology has facilitated gene expression analyses of thousands of genes performed simultaneously in one experiment. It has revolutionized our understanding of the cellular processes complexity. Previously subtypes of tumors, new diagnostic and prognostic markers, or potential targets for therapy has been identified by microarray-based research of human transcriptom. In clinical oncology, high-throughput technologies implementation promises their routine application in tumor analyses and individualization of treatment. However, several issues relating to data analysis, reproducibility, cross-comparability, validation, and high purchase and operating costs need to be resolved before the technology can be adopted broadly in the clinical practices.
- MeSH
- C-DNA diagnostické užití MeSH
- diagnostické techniky molekulární metody využití MeSH
- genetický výzkum MeSH
- hybridizace nukleových kyselin metody MeSH
- lékařská onkologie metody trendy MeSH
- lidé MeSH
- mikročipové analytické postupy metody využití MeSH
- oligonukleotidy diagnostické užití MeSH
- polymerázová řetězová reakce s reverzní transkripcí metody využití MeSH
- prognóza MeSH
- stanovení celkové genové exprese metody využití MeSH
- vztah mezi dávkou a účinkem léčiva MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
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.
