Способ определения маркеров наличия опухолевых в-лимфобластов

Авторы патента:

Лебедев Юрий Борисович (RU)

Мамедов Ильгар Зияддинович (RU)

G01N33/574 - рака

C12Q1/68 - использующие нуклеиновые кислоты

Владельцы патента RU 2638800:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук (ИБХ РАН) (RU)

Изобретение относится к области медицины и предназначено для определения маркеров наличия опухолевых В-лимфобластов для установления первичной структуры мажорных генов тяжелой цепи иммуноглобулинов. Отсутствие мажорных продуктов амплификации локуса BCR указывает на отсутствие опухолевых В-лимфобластов. В случае преобладания клонов В-лимфобластов с перестройками определяют минимальную остаточную болезнь при острых лейкозах у детей. Изобретение обеспечивает эффективное определение типа преобладающих V(D)J-перестроек генов тяжелой цепи иммуноглобулинов и установление первичной структуры перестроенного гена. 1 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области медицины и предназначено для идентификации маркеров наличия опухолевых В-лимфобластов при детекции минимальной остаточной болезни (МОБ) у пациентов с острыми лейкозами, в первую очередь у детей.

Известны три комплементарные технологии для детекции МОБ при острых лимфобластных лейкозах: 1) проточная цитометрия с детекцией популяции лимфоцитов, выделяемой на основании аберрантного иммунофенотипа; 2) RT qPCR (количественная полимеразная цепная реакция в реальном времени, кПЦР-РВ) с детекцией химерного транскрипта; 3) RT qPCR с детекцией индивидуального генетического маркера, образованного в результате клональной реарранжировки гена В-клеточного рецептора. Метод проточной цитометрии реализован в различных модификациях (US 20040224371 A1, 11.11.2004; US 20060263833 A1, 23.11.2006; ЕР 2259065 А1, 08.12.2010; WO 2013187765 A3, 24.04.2014; CN 204142732 U, 04.02.2015), но характеризуется относительно невысокой чувствительностью даже при использовании 10- или 12-цветных зондов: не более 10⁴, то есть 1 опухолевая клетка на 10000 проанализированных (Fossat et al., 2014; Appelbaum, 2013). Количественная ПЦР-амплификация перестроек генов В-клеточных рецепторов более информативна (Flohr et al., 2008). Предложены модификации метода, разработаны наборы реагентов для анализа отдельных локусов (CN 1814791 A, 09.08.2005; CN 103627810 A, 12.03.2013; CN 104328209 A, 04.02.2015). Результат во многом определяется обоснованным выбором амплифицируемых локусов генома и качеством дизайна олигонуклеотидных праймеров для постановки реакции (van der Velden et al., 2014). Технология усовершенствована применением глубокого массированного секвенирования продуктов амплификации (Faham et al., 2012). С ее помощью удалось повысить чувствительность метода до 10⁵, то есть 1 опухолевая клетка на 100000 проанализированных (теоретически - до 10⁶) (Logan et al., 2014; Ladetto et al., 2014).

Задачей изобретения является высокоточная детекция минимальной остаточной болезни при острых лейкозах, в первую очередь у детей.

Предложенный способ сочетает в себе использование мультиплексной ПЦР и секвенирования продуктов амплификации. Техническим результатом предложенного изобретения является определение типа преобладающих V(D)J-перестроек генов тяжелой цепи иммуноглобулинов (маркеры наличия опухолевых В-лимфобластов), уровней их содержания в диагностическом образце индивидуальной геномной ДНК и установление первичной структуры высокопредставленных генов для последующей детекции МОБ при острых лейкозах. Технический результат достигается за счет использования ранжированного набора специализированных олигонуклеотидных ПЦР-праймеров для локуса BCRH (таблица) и секвенирования. Выбранные сочетания смесевых праймеров характеризуются воспроизводимостью результатов на четырех вариантах модельной системы, ложнопозитивных и ложнонегативных сигналов, отсутствием комплементарного ингбирования уровня праймирования в смеси, исчерпывающей информативностью.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Проводят выделение мононуклеарных клеток периферической крови (РВМС-фракция) из диагностического образца пациента, а затем - выделение геномной ДНК из РВМС-фракции. Для этого клеточный осадок РВМС-фракции помещают в лизирующий буфер (60 мМ Трис, 100 мМ EDTA, 0.5% SDS), в который добавляют 0,4 мг РНКазы А и помещают на 1 час в термостатируемый ротационный шейкер на 37°С. Затем в раствор добавляют 1,5 мг протеиназы К и инкубируют в термостатируемом ротационном шейкере в течение ночи при 50°С. Экстракцию ДНК из раствора осуществляют фенол-хлороформным методом. После этого с помощью флюориметра и совместимого с ним набора реагентов определяют количество и концентрацию ДНК, отбирают аликвоту и доводят концентрацию ДНК в анализируемом образце до значения 60 нг/мкл путем разведения в ТЕ буферном растворе.

ПЦР проводят в формате 96-луночного планшета и/или стрипованных серий пробирок. Для постановки серийных мультиплексных ПЦР используют общую для серии реакционную смесь, не содержащую ДНК анализируемой матрицы и праймеров. Каждая пробирка серии содержит предварительно подбираемую комбинацию смесевых прямых и обратных праймеров, соответствующих определенным участкам - V, D и J-сегментам анализируемого локуса (см. Таблицу 1). Матрицу индивидуальной геномной ДНК добавляют независимо для каждой серии из расчета от 6 нг (min), соответствующих 10³ клеток анализируемого образца, до 60 нг (max), соответствующих 10⁴ клеток, на каждую реакцию в зависимости от доступного клеточного содержания полученного для анализа клинического образца. В результате реакционная смесь каждой из серии реакций содержит:

буфер для ДНК-полимеразы Hs Taq	1x
смесь дезоксирибонуклеозидтрифосфатов	по 0,25 мкМ каждого
комбинация прямых праймеров (V- или D-сегменты)	0,12 мкМ каждого
комбинация обратных праймеров (J-сегменты)	0,12 мкМ каждого
ДНК-матрица от	6 нг
ДНК-полимераза Hs Taq	1 u
H₂O (mQ)	до 20 мкл

Перед началом целевой амплификации проводят процедуру «hot start» для всей серии путем предварительного прогрева реакционных смесей в течение 120 с при 94°С в амплификаторах с нагреваемой крышкой. Профиль амплификации для приготовления библиотек фланкирующих последовательностей Alu:

денатурация ДНК	20 с при 94°С
отжиг праймеров	15 с при 60°С
элонгация ДНК	60 с при 72°С

После амплификации проводят финальное достраивание концов молекул ДНК при 72°С в течение 4 мин. Количество циклов амплификации составляет 20 для тестовых серий и определения систем компоновки праймеров и 25 - для анализа геномной ДНК индивидуальных клинических образцов. Анализ результатов ПЦР-тестирования проводили с помощью электрофореза в агарозном геле или - в случаях количественной ПЦР - в режиме «реального времени» определения кривых плавления ПЦР-продуктов.

По окончании реакции из каждой пробирки отбирают аликвоту 5 мкл для полуколичественного анализа. Проводят электрофорез отобранных аликвот в 1%-ном агарозном геле в присутствии маркера длин фрагментов ДНК и образцов положительного контроля. Количество V(Т))J-перестроек, связанных с опухолевыми клонами, определяют по количеству высокопредставленных продуктов амплификации, детектируемых при помощи электрофореза. Отсутствие высокопредставленных продуктов указывает на отсутствие опухолевых В-лимфобластов, и дальнейшие операции не проводят. По результатам денситометрии электрофореграмм определяют суммарную интенсивность всех ПЦР-продуктов и интенсивность высокопредставленных ПЦР-продуктов. Проводят элюцию высокопредставленных продуктов и выполняют дополнительную очистку элюатов с использованием микроколонок QIAquick PCR purification system. Проводят секвенирование по Сэнгеру элюированных ПЦР-продуктов с использованием ПЦР-праймеров на соответствующие J-сегменты генов BCR. Установленные секвенированием последовательности V(D)J-перестроек генов TCR являются идентифицированными маркерами наличия опухолевых В-лимфобластов. Описание стандартных операционных процедур и используемого оборудования приведено в «Методике идентификации и количественного определения маркеров наличия опухолевых В-лимфобластов» (2015).

На рисунке 1 представлены в качестве примера результирующие электрофореграммы, демонстрирующие перестройки иммуноглобулиновых локусов: А - электрофореграмма здорового донора, Б - пациента с B-ALL. В лимфоцитах здорового донора относительно равномерно представлены любые типы перестроек иммуноглобулиновых генов и не наблюдается случаев выраженной клональной экспансии В-клеток. Напротив, в клетках РВМС-фракций диагностических образцов как периферической крови, так и костного мозга больного острым лейкозом В-клеточного типа наблюдается ярко выраженное преобладание нескольких, предположительно опухолевых клонов с немногими характеристическими перестройками.

Таким образом, на элекрофореграмме могут быть представлены один или несколько мажорных (высокопредставленных) ПЦР-продуктов (флюоресцирующих полос). Каждый из этих продуктов является результатом амплификации гена BCR соответствующего гиперпредставленного клона В-лимфобластов. Гиперпредставленность клона В-лимфобластов говорит о его неконтролируемом размножении, что означает злокачественную трансформацию. Флуоресценция мажорных ПЦР-продуктов соответствует злокачественным клонам В-лимфобластов, суммарная флуоресценция соответствует всей популяции В-лимфобластов. Соотношение интенсивностей говорит о доле злокачественного клона (злокачественных клонов) в общей популяции В-лимфобластов. Нуклеотидная последовательность гена или последовательности генов BCR, соответствующих злокачественным клонам В-лимфобластов, являются маркерами наличия опухолевых В-лимфобластов.

Перечень литературных источников

1. Fossat С, Roussel М, Arnoux I, Asnafi V, Brouzes С, Garnache-Ottou F, Jacob MC, Kuhlein E, Macintyre-Davi E, Plesa A, Robillard N, Tkaczuk J, Ifrah N, Dombret H, MC, Baruchel A, Garand R; for the French Multicenter Study Groups for Pediatric and Adult ALL. Methodological aspects of minimal residual disease assessment by flow cytometry in acute lymphoblastic leukemia: A french multicenter study. Cytometry В Clin Cytom. 2014 Nov 1. doi: 10.1002/cyto.b.21195.

2. Appelbaum FR. Measurement of minimal residual disease before and after myeloablative hematopoietic cell transplantation for acute leukemia. Best Practice and Research Clinical Haematology. 2013 Sep; 26 (3): 279-284.

3. Flohr T, Schrauder A, Cazzaniga G, R, van der Velden V, Fischer S, Stanulla M, Basso G, Niggli FK, BW, Sutton R, Koehler R, Zimmermann M, Valsecchi MG, Gadner H, Masera G, Schrappe M, van Dongen JJ, Biondi A, Bartram CR; International BFM Study Group (I-BFM-SG). Minimal residual disease-directed risk stratification using real-time quantitative PCR analysis of immunoglobulin and T-cell receptor gene rearrangements in the international multicenter trial AIEOP-BFM ALL 2000 for childhood acute lymphoblastic leukemia. Leukemia. 2008 Apr; 22 (4): 771-782.

4. van der Velden VH, Noordijk R, Brussee M, Hoogeveen PG, Homburg C, de Haas V, van der Schoot CE, van Dongen JJ. Minimal residual disease diagnostics in acute lymphoblastic leukaemia: impact of primer characteristics and size of junctional regions. British Journal of Haematology. 2014; 164 (3): 451-453.

5. Faham M, Zheng J, Moorhead M, Carlton VE, Stow P, Coustan-Smith E, Pui CH, Campana D. Deep-sequencing approach for minimal residual disease detection in acute lymphoblastic leukemia. Blood. 2012 Dec 20; 120 (26): 5173-5180.

6. Logan AC, Zhang B, Narasimhan B, Carlton V, Zheng J, Moorhead M, Krampf MR, Jones CD, Waqar AN, Faham M, Zehnder JL, Miklos DB. Minimal residual disease quantification using consensus primers and high-throughput IGH sequencing predicts post-transplant relapse in chronic lymphocytic leukemia. Leukemia. 2013; 27 (8): 1659-1665.

7. Ladetto M, M, Monitillo L, Ferrero S, Pepin F, Drandi D, Barbero D, Palumbo A, Passera R, Boccadoro M, Ritgen M, N, Zheng J, Carlton V, Trautmann H, Faham M, Pott C. Next-generation sequencing and real-time quantitative PCR for minimal residual disease detection in B-cell disorders. Leukemia. 2014; 28 (6): 1299-1307.

Способ определения маркеров наличия опухолевых В-лимфобластов для установления первичной структуры мажорных генов тяжелой цепи иммуноглобулинов на основе мультиплексной полимеразной цепной реакции с использованием специализированных олигонуклеотидных праймеров For1 GGCCTCAGTGAAGGTCTCCTG, For2 CTGGTCCTACGCTGGTGAAAC, For3 GGGGTCCCTGAGACTCTCCTG, For4 CAGCCTTCGGAGACCCTGTC, For5 GTCTCTGAAGATCTCCTGT, For6 TCGCAGACCCTCTCACTCAC, For7 TGCGACAGGCCCCTGGACAA, For8 TACTGGATCCGTCAGCCCCCAG, For9 CGAGGTCCGCCAGGCTCCAG, For10 TGGATCCGCCAGCCCCCAG, For11 TGCGCCAGATGCCCGGGA, For12 ATGGATCAGGCAGTCCCCATC, For13 TTGGGTGCGACAGGCC, For14 GCTGAGCAGCCTGAGATCTGA, For15 ACAATGACCAACATGGACCCTG, For16 CGTCTGCAAATGAACAGCCTG, For17 GTGACCGCCGCGGACACG, For18 CCGCCTACCTGCAGTGGAG, For19 ACTGTTCTCCCTGCAGCTGAAC, For20 CAGACAGCACGGCATATCTG, Rev1 CTTACCTGAGGAGACGGTGACC для локуса BCR для определения типа преобладающих V(D)J-перестроек генов и для электрофоретического определения мажорных продуктов амплификации с последующим секвенированием, где отсутствие мажорных продуктов указывает на отсутствие опухолевых В-лимфобластов, а в случае преобладания клонов В-лимфобластов с перестройками определяют минимальную остаточную болезнь при острых лейкозах у детей.

Изобретение относится к области медицины, в частности к хирургической гепатологии. Предложен способ дооперационной оценки риска развития прогрессии заболевания после радиочастотной термоаблации метастазов колоректального рака в печени при циторедуктивных операциях.

Способы персонализированного медицинского тестирования ex vivo на гематологические новообразования // 2636614

Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии, и может быть использовано для ех vivo определения чувствительности клеток пациента к лекарственным препаратам.

Vegf полиморфизм и антиангиогенезная терапия // 2635525

Предложенная группа изобретений относится к области медицины, в частности к онкологии. Предложены способ и набор для прогнозирования высокой вероятности положительного эффекта от лечения антагонистами VEGF у пациента с метастатическим раком молочной железы, где такой эффект определяют у пациента с генотипом VEGF (-1154АА).

Способ детекции аддуктов нуклеосом // 2634266

Группа изобретений относится к медицине, а именно к лабораторной диагностике онкологических заболеваний. Предложено применение аддукта нуклеосома-белок в качестве биомаркера в образце крови, сыворотки или плазмы для диагностики рака, где белок, связанный с нуклеосомой, содержит фактор транскрипции или модифицирующий хроматин фермент.

Способ измерения антитела против wt1 // 2633068

Группа изобретений относится к медицине и касается способа измерения антитела против WT1 в образце, где способ включает выполнение иммуноанализа с использованием полипептида с антигенностью в отношении антитела против WT1, выбранного из i) полипептида, содержащего последовательность с аминокислотами в положениях 294-449 последовательности SEQ ID NO: 1, и ii) полипептида, включающего аминокислотную последовательность с делецией, заменой или добавлением от одной до нескольких аминокислот в аминокислотной последовательности, составляющей полипептид i).

Способ прогнозирования риска лимфогенного метастазирования при раке молочной железы на основе экспрессии гена белка ykl-39 // 2632115

Изобретение относится к области медицины, в частности к онкологии, и предназначено для прогнозирования риска лимфогенного метастазирования при раке молочной железы.

Рецептор фолиевой кислоты альфа в качестве диагностического и прогностического маркера злокачественных опухолей, экспрессирующих рецептор фолиевой кислоты альфа // 2630608

Группа изобретений относится к медицине, а именно к онкологии, и может быть использована для диагностики злокачественных опухолей. Способы по изобретению включают приведение образца мочи, полученного от индивидуума, в контакт с антителом, которое связывает FRα, чем осуществляется определение уровня FRα, который не связан с клеткой, в указанном образце мочи, сравнение уровня FRα, который не связан с клеткой, в указанном образце мочи, полученном от указанного индивидуума, с уровнем FRα в контрольном образце, установление повышения уровня FRα в указанном образце мочи, полученном от указанного индивидуума, по сравнению с уровнем FRα в контрольном образце, и определение того, что индивидуум страдает злокачественной опухолью, экспрессирующей FRα, на основании указанного повышения.

Способ прогнозирования резистентности опухоли к таргетной терапии цетуксимабом у больных плоскоклеточным раком языка и слизистой дна полости рта // 2626682

Изобретение относится к медицине в области онкологии и представляет собой способ прогнозирования резистентности опухоли к таргетной терапии цетуксимабом у больных плоскоклеточным раком языка и слизистой дна полости рта, включающий исследование крови, отличающийся тем, что за два дня до начала полихимиотерапевтического лечения с включением таргетной терапии цетуксимабом, у больного плоскоклеточным раком языка и слизистой дна определяют EGF, sEGFR, затем рассчитывают соотношение EGF/sEGFR и при значении этого соотношения в пределах 55,3-66,9 прогнозируют отсутствие резистентности опухоли к терапии цетуксимабом, а при значении этого показателя в пределах 92,6-117,8 прогнозируют наличие резистентности опухоли к терапии цетуксимабом.

Способ определения риска возникновения рецидива онкологических заболеваний молочной железы // 2626603

Изобретение относится к области медицины, в частности к онкологии и молекулярной биологии, и предназначено для определения риска возникновения рецидива онкологических заболеваний молочной железы.

Способ диагностики/скрининга колоректального рака, основанный на одновременном количественном определении онкомаркеров белковой природы, антител к гликанам, иммуноглобулинов g, а и м в крови человека на биологическом микрочипе // 2625018

Группа изобретений относится к медицине, а именно к иммунологии, и может быть использована для диагностики колоректального рака. Способ включает одновременное количественное определение онкомаркеров белковой природы, антител к гликанам, иммуноглобулинов G, А и M в крови человека на биологическом микрочипе.

Неинвазивный диагностический тест днк для обнаружения анеуплоидии // 2638456

Изобретение относится к области пренатальной диагностики. Предложен способ выявления фетальной хромосомной анеуплоидии у беременной женщины.

Способ выделения днк из парафиновых блоков с гистологическим биоматериалом // 2637360

Изобретение относится к области молекулярной биологии и диагностической медицины. Предложен способ выделения ДНК из парафиновых блоков с гистологическим биоматериалом.

Флуоресцентно-меченые дезоксиуридинтрифосфаты // 2637310

Изобретение относится к флуоресцентно-меченым дезоксиуридин трифосфатам, которые могут найти применение в качестве меток для маркирования ДНК в ходе ПЦР. Предложенные соединения включают в себя 5-[4-аза-5-оксо-9-(3,3',3'-триметил-1-(4-сульфонатобутил)-1'-этилиндодикарбоцианин-3-ил)-нон-1-ен-1-ил)]-2'-дезоксиуридин-5'-трифосфат, 5-[4-аза-5-оксо-9-(3,3',3'-триметил-1,1'-ди-(4-сульфонатобутил))индодикарбоцианин-3-ил)-нон-1-ен-1-ил)]-2'-дезоксиуридин-5'-трифосфат, 5-[4-аза-5-оксо-9-(3,3',3'-триметил-1'-(4-сульфонатобутил)-1-этилиндодикарбоцианин-3-ил)-нон-1-ен-1-ил)]-2'-дезоксиуридин-5'-трифосфат, 5-[4-аза-5-оксо-9-(3,3',3'-триметил-5'-сульфо-1,1'-диэтил-индодикарбоцианин-3-ил)-нон-1-ен-1-ил)]-2'-дезоксиуридин-5'-трифосфат, 5-[4-аза-5-оксо-9-(3,3',3'-триметил-1,1'-диэтил-5-сульфо-индодикарбоцианин-3-ил)-нон-1-ен-1-ил)]-2'-дезоксиуридин-5'-трифосфат, 5-[4-аза-5-оксо-7-(1-(4-сульфонатобутил)-3,3,3',3'-тетраметил-1'-этилиндодикарбоцианин-5-ил)-гепт-1-ен-1-ил)]-2'-дезоксиуридин-5'-трифосфат, 5-[4-аза-5-оксо-7-(1'-(4-сульфонатобутил)-3,3,3',3'-тетраметил-1-этилиндодикарбоцианин-5-ил)-гепт-1-ен-1-ил)]-2'-дезоксиуридин-5'-трифосфат, 5-[4-аза-5-оксо-7-(3,3,3',3'-тетраметил-5'-сульфо-1,1'-диэтилиндодикарбоцианин-5-ил)-гепт-1-ен-1-ил]-2'-дезоксиуридин-5'-трифосфат или их соли.

Способ лечения вагинальной атрофии у женщин в постменопаузе с учетом состояния эпителия и микробиоценоза влагалища // 2636619

Изобретение относится к области медицины, в частности к гинекологии, и предназначено для лечения вагинальной атрофии у женщин в постменопаузе с учетом состояние биоценоза влагалища.

Способ и тест-система для определения доли плодовой днк в плазме крови беременной женщины с помощью методов высокопроизводительного секвенирования // 2636618

Изобретение относится к области медицины, в частности к акушерству, и предназначено для определения доли плодовой ДНК в плазме крови беременной женщины с помощью методов высокопроизводительного секвенирования.

Способ конъюгирования полимерной частицы // 2636465

Группа изобретений относится к области биохимии. Предложен способ конъюгирования подложки с биомолекулярным комплексом и способ конъюгирования полимерной частицы с полинуклеотидным комплексом.

Системы и способы применения зависящего от вращения транскрипционного секвенирования // 2636460

Настоящее изобретение относится к биохимии, в частности к способу определения последовательности представляющей интерес молекулы нуклеиновой кислоты. Для осуществления указанного способа предоставляют твёрдый субстрат, на котором иммобилизована РНК-полимераза, и последовательно детектируют местоположения первого, второго и третьего из четырёх нуклеотидов, а оставшиеся положения, не занятые первыми тремя, определяют как положения четвёртого нуклеотида.

Способ повышения чувствительности полимеразной цепной реакции в реальном времени при обнаружении днк патогенных бактерий // 2636458

Изобретение относится к медицине, в том числе к лабораторным методам исследования в микробиологии, а именно - к способам обнаружения ДНК патогенных бактерий (Mycobacterium leprae, Mycobacterium tuberculosis complex (MTBC) и Treponema pallidum) с использованием полимеразной цепной реакции в режиме реального времени.

Олигонуклеотидный биочип для идентификации генетических детерминант резистентности neisseria gonorrhoeae к антимикробным препаратам, набор олигонуклеотидов, используемых для иммобилизации на биочипе // 2636457

Группа изобретений относится к биотехнологии. Предложены олигонуклеотидный биочип для идентификации генетических детерминант резистентности N.

Способ прогнозирования дыхательной недостаточности у больных бронхиальной астмой // 2639122

Изобретение относится к области медицины, в частности к пульмонологии и аллергологии, и предназначено для прогнозирования дыхательной недостаточности у больных бронхиальной астмой. Проводят генотипирование полиморфного локуса rs1837253 гена TSLP методом ПЦР. При выявлении генотипа СС прогнозируют риск развития дыхательной недостаточности у больных бронхиальной астмой. Изобретение обеспечивает получение критериев прогноза развития дыхательной недостаточности у больных бронхиальной астмой. 1 табл., 2 пр.