Флуоресцентная in situ гибридизация. Выявление рака молочной железы: как не упустить коварное заболевание? Что будем делать с полученным материалом

Для лечения онкологических патологий ученные пока не разработали совершенных методов терапии, способствующих выздоровлению. Фиш-анализ при раке молочной железы дает надежду на ранее диагностирование заболевания. Метод позволит женщинам начать лечение на самых ранних этапах, что и повысит шансы на исцеление.

Что это такое?

Фиш-исследование при раке молочной железы является одним из прогрессивных и актуальных средств раннего диагностирования. В переводе с английского обозначает тест на внутриклеточную флуоресцентную гибридизацию. При помощи этого ген-теста онкологи анализируют происхождение опухолей. Также анализ указывает на положительное или отрицательное влияние гена, принимающего участие в патогенезе и прогрессировании рака агрессивного типа - HER2.

Постоянное развитие научных изысканий влияет на удешевление FISH-теста и делает его доступным все большему количеству женщин.

• увеличение лимфатических узлов в подмышках;
• уплотнения в зоне груди;
• боль при нажатии на сосок;
• ассиметричность молочных желез;
• дискомфорт и боль в одной из грудей;
• выделения из сосков;
• морщинистая кожа на молочной железе;
• втянутый сосок.

Подготовка и сдача анализа

Никакой особой подготовки для прохождения на фиш-тест не требуется. Нельзя только употреблять спиртные напитки, как и перед сдачей любых анализов и употреблять жирную, мясную и тяжелую пищу. Еда должна быть легкой, лучше, если это будут овощные блюда и соки. Fish-тест при раке молочной железы - безвредная и безопасная процедура, которая проходит в два этапа:

• Гистологический. Под местным воздействием наркоза проводится биопсия биоматериала из груди. Полученный материал обрабатывается специальным красящим веществом с флуоресцентными маркерами. По своим химическим качествам эти маркеры связываются исключительно с обозначенными хромосомами и их наборами в клетках. В результате исследований видны наиболее окрашенные маркером хромосомные наборы, что и указывает на степень изменений в геноме по онкологической принадлежности.
• Фиш-анализ. В вену проводят инфузию компонента ДНК - дезоксирибонуклеиновую кислоту, окрашенную специфическими маркерами. Метки-маркеры встраиваются в геномы на клеточном уровне. Исследование проводится в присутствии пациентки, а итоги анализа предоставляются сразу.

Что показывают результаты?

Fish-анализ при раке молочной железы показывает такие итоги:

• Гистологическое исследование. Результаты выставляются по насыщенности маркеров на участках хромосомных наборов. Число 1 и менее означает, что опасности нет. Цифра обозначает пограничное состояние, требующее дополнительных анализов. Числом 3 обозначают развитие онкологического процесса.
• Фиш-реакция при раке молочной железы. Отрицательный результат реакции означает, что молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты не принимают участия в патогенезе атипичных клеток. При развитии злокачественного образования ген HER2 не влияет на раковую клетку. При положительной реакции в два раза повышается скорость деления генов, участвующих в патогенезе онкологических молекул.

Традиционная цитогенетика при изучении кариотипа всегда была ограничена бэндовым уровнем разрешения. Даже при использовании высокоразрешающих методов дифференциального окрашивания хромосом мы всего лишь выявляли большее количество бэндов на хромосоме, но не были уверены, что добираемся до молекулярного уровня разрешения. Последние достижения ДНК-технологий и цитогенетики сделали возможным использование методов FISH для анализа изменений хромосомной ДНК на молекулярном уровне. Молекулярная цитогенетика обеспечила революционный прорыв в цитогенетике, позволив:

Осуществлять анализ структуры ДНК хромосом в диапазоне 10-100 килобаз;
проводить диагностику неделящихся интерфазных клеток, что оказало огромное влияние на пренатальную диагностику и преимплантационную генетическую диагностику (ПГД).

Технология FISH использует ДНК-зонд, который связывается или ренатурирует специфические последовательности ДНК внутри хромосомы. Денатурированный зонд инкубируется с нативной ДНК клетки, также денатурированной до одноцепочечного состояния. Зонд замещает биотин-дезоксиуридинтрифосфат или дигоксигенин-уридинтрифосфат на тимидин. После ренатурации зондом нативной ДНК комплекс «зонд-ДНК» можно обнаружить при добавлении меченного флюорохромом авидина, связывающегося с биотином, или меченного флюорохромом антидигоксигенина. Дополнительное усиление сигнала можно получить, добавив антиавидин и изучив получившийся комплекс с помощью флюоресцентной микроскопии. Пометив несколькими различными флюорохромами разные ДНК-зонды, можно одновременно визуализировать несколько хромосом или хромосомных сегментов внутри одной клетки в виде разноцветных сигналов.

Возможность определения специфических генных сегментов , имеющихся или отсутствующих на хромосомах, позволила диагностировать синдромы генных последовательностей на уровне ДНК, как, впрочем, и транслокации в интерфазных ядрах, зачастую - в отдельных клетках.

Материалом для FISH могут служить или метафазные хромосомы, полученные из делящихся клеток, или интерфазные ядра из клеток, не находящихся в стадии деления. Срезы предварительно обрабатывают РНКазой и протеиназой для удаления РНК, которая может вступать в перекрестную гибридизацию с зондом и хроматином. Затем их нагревают в формамиде, чтобы денатурировать ДНК, и фиксируют ледяным спиртом. Затем зонд подготавливают к гибридизации путем нагревания. После этого зонд и хромосомный препарат смешивают и герметизируют покровным стеклом при 37 °С для гибридизации. Изменяя температуру инкубации или солевой состав раствора для гибридизации, можно повысить специфичность связывания и уменьшить фоновую маркировку.

Применение флюоресцентной гибридизации in situ - технологии FISH

Эффективность технологии FISH впервые была продемонстрирована при локализации генов на . С внедрением метода флюоресцентного мечения, гибридизация in situ оказалась незаменимой для диагностики хромосомных аномалий, не выявляемых традиционными методами бэндинга. FISH также сыграла ключевую роль в совершении одного из самых необычных открытий современной генетики - геномного импринтинга.

Свое развитие технология FISH получила в трех формах. Центромерные, или альфа-сателлитные, зонды характеризуются относительной хромосомной специфичностью, их использовали чаще всего в генетике интерфазных клеток. Эти зонды генерируют в некоторой степени диффузные сигналы адекватной силы в области центромеры, но не вступают в перекрестную гибридизацию с хромосомами, имеющими аналогичные центромерные последовательности. В настоящее время разработаны однокопийные зонды, дающие дискретный сигнал от специфического бэнда хромосомы и позволяющие избежать феномена перекрестной гибридизации. Эти зонды также можно использовать для определения копийности и специфичных регионов хромосомы, предположительно связанных с тем или иным синдромом. Однокопийные и центромерные зонды, разработанные для хромосом 13, 18, 21, X и Y, используют для пренатальной диагностики.

Возможно также «окрашивание» целых хромосом с помощью FISH . Благодаря технологии спектрального кариотипирования, при которой используют смесь различных флюорохромов, теперь стало возможным создание уникального флюоресцентного паттерна для каждой отдельной хромосомы с 24 отдельными цветами. Эта технология позволяет определять сложные хромосомные перестройки, не видимые при использовании традиционных цитогенетических методик.

Метод FISH в пренатальной диагностике. Для женщин старшего репродуктивного возраста беременность может оказаться поводом не столько для радости, сколько для беспокойства. С возрастом женщины связан риск развития хромосомных аномалий плода. Амниоцентез, осуществляемый на 16-й неделе беременности, с последующим анализом кариотипа занимает 10-14 дней. Использование FISH в предварительном обследовании позволяет ускорить диагностику и уменьшить время ожидания. Большинство генетиков и лабораторий придерживаются мнения, что метод FISH не следует использовать изолированно для принятия решения о дальнейшем ведении беременности. Метод FISH обязательно следует дополнять кариотипическим анализом, и его результаты как минимум должны коррелировать с патологической картиной ультразвукового исследования (УЗИ) или биохимического скрининга по крови матери.

Синдромы генных последовательностей известны также под названием синдромов микроделеции, или сегментарной анеусомии. Это делеции смежных фрагментов хромосомы, вовлекающие, как правило, многие гены. Синдромы генных последовательностей были впервые описаны в 1986 г. с использованием классических методик цитогенетики. Теперь, благодаря FISH, возможна идентификация субмикроскопических делеции на уровне ДНК, что позволило выявлять наименьший делецированный регион, связанный с развитием того или иного синдрома, получивший название критического региона. После определения критического региона для синдрома зачастую становится возможным идентифицировать специфические гены, отсутствие которых признают ассоциированным с этим синдромом. В недавно вышедшем руководстве по синдромам генных последовательностей сообщают о 18 синдромах делеции и микроделеции, ассоциированных с 14 хромосомами. Некоторые наиболее часто встречающиеся синдромы генных последовательностей и их клинические проявления приведены в табл. 5-2.

Теломеры - образования, прикрывающие с концов длинные и короткие плечи хромосом. Они состоят из повторяющихся последовательностей TTAGGG и предотвращают слияние концевых участков хромосом между собой. Теломерные зонды играют важную роль в распознавании комплексных транслокаций, которые невозможно определить традиционными цитогенетическими методами. Кроме того, одним из открытий Проекта «Геном человека» был тот факт, что регионы хромосом, прилежащие к теломерам, богаты генами. В настоящее время показано, что субмикроскопические субтеломерные делеции ответственны за возникновение многих генетически обусловленных заболеваний.

Во всех без исключения случаях образование и рост связано с деятельностью гена типа HER2. Именно он отвечает за то, какое количество белков будет выделено женскому организму для развития тканей молочной железы. Когда перерождаются первые здоровые клетки в злокачественные, в рецепторы гена поступает информация о том, что требуется дополнительное деление клеточного материала.

Ген запускает программу наращивания дополнительных тканей внутри груди, хотя на самом деле этот клеточный материал будет использован опухолью для своего роста и развития. Так, карцинома, по сути, обманывает организм, и заставляет его питать рак за счет своих же ресурсов.

Задача фиш анализа при раке молочной железы, как раз и заключается в том, чтобы выявить неправильную работу гена HER2, и предпринять соответствующие меры реагирования в части назначения адекватного медицинского лечения.

Если своевременно не провести фиш тест при раке молочной железы, то даже в случае применения в процессе лечения тех или иных препаратов - это может привести к тому, что опухоль и дальше будет агрессивно развиваться, охватывать все новые ткани груди. Это так званые, последствия не правильно назначенной терапии из-за отсутствия объективных данных о функционировании HER2 гена.

В процессе прохождения фиш анализа врачом вводится в кровь пациентки специальные вещества, содержащие окрашивающие элементы, которые способны визуаллизировать картину хромосомных нарушений. Таким образом, доктор способен наглядно увидеть, а в дальнейшем изучить генетические аномалии в геноме женщины, которые привели к развитию онкологии груди.

Если отклонения в работе гена HER2 подтверждаются, то назначается соответствующее лечение. Если же нет, то врач с помощью других анализов устанавливает иную причину развития РМЖ.

Еще одним важным достоинством фиш анализа является то, что уже через пару дней пациент получает комплексный отчет о генетической предрасположенности к развитию того или иного онкологического заболевания. С помощью данного медицинского тестирования можно одновременно диагностировать патологию не только молочной железы, но и всех органов брюшной полости.

Информативное видео

Инвазивные методы пренатальной диагностики позволяют не только заглянуть в будущее и достоверно предсказать ожидают ли еще неродившегося малыша заболевания, связанные с внутриутробными пороками развития, но и выяснить характер и причины врожденных патологий.

Однако любая информация имеет ценность лишь тогда, когда является своевременной. Если речь идет о состоянии развития плода, скорость получения результатов анализов приобретает жизненно-важное значение.

Поэтому, FISH-метод, позволяющий оценить наличие у эмбриона наиболее часто встречающихся аномалий развития в максимально короткие сроки, весьма востребован в генетической диагностике.

FISH– аббревиатура, в расшифровке которой кроется суть технологии выявления хромосомных аномалий – fluorescence in situ hybridization – флюоресцентной гибридизации в «домашней» среде.

Этот прием, предложенный в конце 70-х годов прошлого века Дж. Голлом и М.-Л. Пардью, основан на возможности восстановления последовательности расположения фрагментов нуклеиновых кислот (ДНК или РНК) после их денатурации.

Авторы разработали метод, позволяющий с помощью гибридизации in situ искусственно созданных меченых ДНК-проб (зондов) и цитогенетического материала, взятого на анализ, выявить количественные и качественные отклонения интересующих хромосом.

В конце прошлого века, после успешного применения для окрашивания ДНК-зондов флуоресцентных красителей, FISH-метод получил свое название и с тех пор интенсивно совершенствуется и вариатизируется.

Современные методики FISH-анализа стремятся к тому, чтобы обеспечить возможность получения максимально полной информации для анализа забранного генетического материала за одну процедуру гибридизации.

Дело в том, что единожды после гибридизации можно оценить лишь ограниченное количество хромосом одного и того же цитогенетического материала. Способность же к повторной гибридизации ДНК-цепочек снижается от раза к разу.

Поэтому, на данный момент в генетической диагностике наиболее часто метод гибридизации in situ применяется для быстрого ответа на вопросы об имеющихся, наиболее распространенных анеуплоидий по 21, 13, 18 хромосомах, а также по половым хромосомам X, Y.

Для проведения анализа FISH-методом подходят любые тканевые или клеточные образцы.

В пренатальной диагностике, это могут быть образцы крови, эякулята, или .

Быстрота получения результатов обеспечивается тем, что клетки, полученные из забранного на анализ материала, не нужно культивировать в питательных средах, добиваясь их деления до нужного количества, как при классическом способе кариотипирования.

Отобранный материал проходит специальную подготовку для получения концентрированной чистой клеточной суспензии. Далее проводят процесс денатурации ДНК-пробы и нативных ДНК исследуемого образца до одноцепочечного состояния и процесс гибридизации, во время которого окрашенные ДНК-зонды инкубируются с ДНК образца.

Таким образом, визуализируются искомые (окрашенные) хромосомы в клетке, оценивается их количество, строение генетических структур и т.п. Рассмотреть светящиеся цепочки ДНК позволяет окуляр особого флуоресцентного микроскопа.

В настоящее время FISH-метод широко используется в диагностических целях для выявления генетических заболеваний, хромосомных аберраций в репродуктивной медицине, онкологии, гематологии, в биологической дозиметрии и т.п.

Как применяют FISH-диагностику плода?

В сфере репродуктивной медицины FISH-метод, как один из приемов молекулярной цитогенетической диагностики, используется на всех этапах.

• парой.

Для определения кариотипа будущих родителей – проводится единожды, так как геном человека неизменен в течение всей жизни.

Кариотипирование пары перед зачатием ребенка поможет выявить являются ли родители носителями генетических патологий, передающихся по наследству, в том числе скрытых. А также общее состояние генома будущих мамы и папы, которое может повлиять на успешность зачатия малыша и вынашивания беременности.

Диагностика FISH-методом в данном случае зачастую выступает как дополнительное обследование к классическому кариотипированию, при выявлении хромосомных патологий в исследуемом материале (венозной крови родителей), если есть подозрение на мозаицизм.

Дообследование FISH-методом позволит достоверно подтвердить или опровергнуть наличие подозреваемой аномалии в клетках будущего родителя.

• Исследование эякулята.

Показано при трудностях с репродукцией в паре по «мужскому фактору». Анализ спермы FISH-методом позволит оценить уровень аномальных по хромосомному набору сперматозоидов, а также определить является ли мужчина носителем генетических заболеваний, сцепленных с полом.

Если пара в дальнейшем прибегнет к зачатию с помощью ЭКО, FISH-анализ эякулята позволит отобрать наиболее качественные сперматозоиды для оплодотворения яйцеклетки.

• При ЭКО.

Для предимплантационной генетической диагностики (ПГД). По результатам исследований кариотипа родителей определяются возможные хромосомные, генетические абберации, которые могут быть переданы эмбриону.

Благодаря возможностям FISH-диагностики, исследование генетического здоровья образовавшихся эмбрионов можно осуществить в считанные часы до переноса в полость матки, чтобы обеспечить наступление беременности заведомо здоровым плодом.

Кроме того, возможности ПГД позволяют определить половую принадлежность эмбрионов, а, следовательно, «заказать» пол будущего ребенка, если это необходимо.

• В период вынашивания беременности.

В пренатальной диагностике: анализ плодовых клеток, полученных с помощью биопсии ворсин хориона, амниоцентеза или кордоцентеза, методом FISH медицинские центры обычно предлагают в дополнение к классическому генетическому исследованию клеток плода (кариотипированию).

Этот метод незаменим, когда необходимо быстрое получение ответа о наличии у плода наиболее распространенных хромосомных пороков: трисомии по 21, 18, 13 хромосомах, аббераций в хромосомах X и Y, иногда также анеуплоидий по 14 (или 17),15, 16 хромосомам.

Достоинства анализа FISH-методом

Проведение генетического анализа FISH-методом, хоть и остается на сегодняшний день вспомогательным методом диагностики хромосомных патологий, однако целесообразность его проведения обуславливают неоспоримые преимущества:

• скорость получения результатов, касающиеся тестируемых хромосом – в течение нескольких часов – не более 72-х.

Это может быть важно, если от диагноза генетиков зависит судьба беременности;

• высокая чувствительность и достоверность метода FISH–успешное проведение анализа возможно на ничтожно малом количестве биоматериала – достаточно одной клетки, погрешность результатов при этом, не более 0,5%.

Это может быть важно при ограниченном количестве клеток в исходном образце, например, при плохом их делении.

• возможность проведения диагностики FISH-методом на любом сроке беременности (с 7-ой недели) и по любому биологическому образцу: фрагменты хориона, амниотическая жидкость, плодная кровь и т.п.

Где можно сделать диагностику FISH-методом

В Москве FISH-метод для пренатальной диагностики хромосомных отклонений плода применяют в следующих медицинских центрах:

Как правило, клиники предлагают услугу FISH-диагностики в рамках полного кариотипирования плода путем инвазивного вмешательства за дополнительную плату. И, как правило, будущие родители согласны доплатить, ведь благодаря FISH-методу уже через пару суток можно узнать о своем малыше самое главное

Определение HER-2 статуса опухоли методом FISH - исследование предрасположенности к развитию опухоли и подбор своевременного адекватного лечения при раке молочной железы (РМЖ) или раке желудка (РЖ).

HER-2 (HER-2/neu) - human epidermal growth factor receptor-2 - это белок, который может влиять на рост раковых клеток. Он создается специальным геном, который называется ген HER-2/neu. HER-2 является рецептором для определённого фактора роста, который называется человеческим эпидермальным фактором роста, естественным образом существующим у человека. Когда человеческий эпидермальный фактор роста прикрепляется к рецепторам HER-2 на раковых клетках груди, он может стимулировать рост и деление этих клеток. В здоровой ткани HER-2 передаёт сигналы, регулирующие пролиферацию и выживаемость клеток, но гиперэкспрессия HER-2 может обусловить злокачественную трансформацию клеток.

Гиперэкспрессия HER-2 при некоторых подтипах РМЖ ведёт к усилению пролиферации и ангиогенеза, нарушению регуляции апоптоза (генетически запрограммированного самоуничтожения клеток). Показано, что при раке молочной железы гиперэкспрессия этого рецептора в ткани опухоли ассоциирована с более агрессивным течением болезни, повышенным метастатическим потенциалом опухоли и менее благоприятным прогнозом. Открытие связи гиперэкспрессии HER-2 с неблагоприятным прогнозом РМЖ привело к поиску таких подходов к лечению, которые направлены на специфическое блокирование онкогена HER-2/neu (таргетная анти-HER2-терапия).

Рак молочной железы (РМЖ) - злокачественная опухоль железистой ткани молочной железы. РЖМ занимает первое место среди всех злокачественных заболеваний у женщин.

В зависимости от наличия биологических маркёров опухоли - экспрессии гормональных рецепторов (эстрогена и/или прогестерона), экспрессии HER-2 - выделяют гормон-рецептор-положительный, HER-2-положительный и тройной негативный РМЖ.

HER-2/neu-положительные (HER-2+) типы рака молочной железы отличаются высокой экспрессией белка HER-2/neu.
HER=2/neu-негативные (HER-2-) типы рака молочной железы отличаются низкой экспрессией или отсутствием белка HER-2/neu.
Считается, что у одной из пяти женщин с раком груди опухоль является HER-2-положительной. Большинство раковых опухолей молочной железы являются гормонально-зависимыми: эстрогены и прогестерон оказывают на них стимулирующий эффект (пролиферативный и неопластический). При HER-2-положительном раке молочной железы на поверхности опухолевых клеток присутствует избыток HER-2-рецепторов. Данное явление носит название «положительный HER-2-статус» и диагностируется у 15–20% женщин, страдающих РМЖ.

HER-2 - рецептор эпидермального фактора роста человека 2-го типа, который присутствует в тканях и в норме, участвуя в регуляции деления и дифференцировки клеток. Его избыток на поверхности опухолевых клеток (гиперэкспрессия) предопределяет быстрый неконтролируемый рост новообразования, высокий риск метастазирования, низкую эффективность некоторых видов лечения. HER-2-положительный РМЖ является особенно агрессивной формой данного заболевания, поэтому точное определение HER-2-статуса имеет ключевое значение для выбора тактики лечения.

Рак желудка (РЖ) - злокачественная опухоль, происходящая из эпителия слизистой оболочки желудка.

РЖ занимает 4-е место в структуре онкологической заболеваемости и 2-е место в структуре онкологической смертности в мире. Заболеваемость РЖ у мужчин в 2 раза выше, чем у женщин. Россия относится к регионам с высоким уровнем заболеваемости РЖ и смертности от данного заболевания. Диагностика РЖ на ранних стадиях затруднена из-за длительного бессимптомного течения заболевания. Часто РЖ выявляют на поздних стадиях, когда 5-летняя выживаемость не превышает 5–10%, а единственным методом лечения остаётся химиотерапия.

Основным методом лечения РЖ является хирургический. Однако у большинства пациентов на момент постановки диагноза определяется распространённый опухолевый процесс, что делает невозможным выполнение радикальной операции и требует проведения системной лекарственной терапии. Проведение химиотерапии статистически достоверно увеличивает общую выживаемость больных метастатическим РЖ, улучшая качество их жизни.

Онкоген HER-2 (erbB-2) был первоначально идентифицирован в опухолях молочной железы. Амплификация и гиперэкспрессия данного гена является относительно специфическим событием для карцином молочной железы и практически не встречается в опухолях других локализаций. Рак желудка представляется одним из немногих исключений: активация HER-2 отмечается примерно в 10–15% злокачественных новообразований этого органа и коррелирует с агрессивным течением заболевания.

Гиперэкспрессия HER-2 является фактором неблагоприятного прогноза. По данным разных исследований, амплификация гена HER-2 у больных РЖ коррелирует с низкими показателями общей выживаемости.

Для оценки HER-2-статуса при РЖ и РМЖ используют FISH метод.

FISH - исследования позволяет определять качественные и количественные изменения хромосом для диагностики злокачественных заболеваний крови и солидных опухолей.

Сегодня во всём мире широко применяются исследования методом FISH.

Метод FISH (флуоресцентная гибридизация in situ) - изучение числа HER-2/neu-генов внутри раковых клеток.

Показания:

• рак молочной железы - в целях прогноза и подбора терапии;
• рак желудка - в целях прогноза и подбора терапии.

Необходимы гистологический протокол и иммуногистохимический протокол, стекло ИГХ.

Интерпретация результатов
Результаты FISH-теста выражаются следующим образом:

1. Положительный (повышенное содержание, есть амплификация гена HER-2):

• HER-2-положительный рак молочной железы;

• HER-2-отрицательный рак молочной железы.