DE4431174A1 - Nachweisverfahren für tumorspezifische mRNA - Google Patents
Nachweisverfahren für tumorspezifische mRNAInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nachweis von tumorspezifi
scher mRNA und seine Verwendung.
Bei der Krebsvorsorge und der Therapiekontrolle nach aufgetretenen Krebserkran
kungen geht es um den Nachweis von Tumorzellen. Bis jetzt wurde dies mit
zytologischen, radiologischen oder serologischen Methoden durchgeführt. Diese
Methoden haben aber allgemein den Nachteil, daß die Proben, die auf Tumorzellen
getestet werden sollen, oft nur schwer zu erhalten sind und die Ergebnisse wegen
geringer Sensitivität und Spezifität des Verfahren nur bei Proben mit vielen Tumor
zellen verläßlich sind. Dies ist aber ein deutlicher Nachteil, wenn es um den Nach
weis geringster Mengen von Tumorzellen geht.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
bereitzustellen, mit dem auch geringste Mengen von Tumorzellen im Rahmen der
Krebsvorsorge und/oder Therapiekontrolle bei Krebserkrankungen nachweisbar
sind.
Erfindungsgemäß wird dies durch ein Verfahren erreicht, mit dem tumorspezifische
mRNA in Körperproben nachgewiesen wird. Ein solches Verfahren umfaßt folgende
Verfahrensschritte
- (a) Entnahme und Aufbereitung einer Körperprobe,
- (b) Isolierung von mRNA aus der Körperprobe von (a),
- (c) Übersetzung der mRNA von (b) in cDNA,
- (d) Amplifikation der cDNA von (c) durch eine PCR-Reaktion mit Tumor marker-spezifischen Primern, und
- (e) Nachweis der amplifizierten cDNA von (d).
Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt die Idee zugrunde, daß durch den Nach
weis spezifischer mRNA, die nur in Tumorzellen, nicht aber in normalen Körperzel
len, vorkommt, direkt auf das Vorliegen von Tumorzellen geschlossen werden
kann. Eine solche mRNA ist z. B. eine "aberrant gespleißte" mRNA oder eine, die
für einen Tumormarker, z. B. CEA, NSE, etc. kodiert. Diese mRNA kann nach
reverser Transkription in cDNA durch geeignete Primer in einer PCR-Reaktion
amplifiziert werden und durch Southernblot-Hybridisierung nachgewiesen werden.
Eine Körperprobe, in der eine tumorspezifische mRNA nachgewiesen werden soll,
wird dem Patienten entnommen. Geeignet sind hierzu u. a. Blut, Sputum, Urin,
Stuhl, Liquor, Galle, gastrointestinale Sekrete, Biopsien bzw. Organpunktate und
Lymphflüssigkeit, wobei Blut und Sputum bevorzugt sind.
Für eine Blutprobe wird vorzugsweise ca. 10 ml Blut, aus der Armvene des Patien
ten entnommen. Dieses Blut wird in mit gerinnungshemmenden Agentien ver
sehene Blutröhrchen gegeben und kann bis zur Gewinnung der PBL/Tumorzellen
kurz, maximal 4-7 h bei 4°C gelagert werden. Die Extraktion der PBL/Tumorzellen
kann nach bekannten Verfahren erfolgen, vorzugsweise durch Dichtegradienten
zentrifugation mit Ficoll-Paque (Pharmacia) gemäß einem Standardprotokoll für
Lymphozytenextraktion. Anschließend wird das Zellpellet schockgefroren und bei -
70°C aufbewahrt.
Für eine Sputumprobe wird der Patient 20 bis 30 min einer Inhalation mit ver
nebelter, physiologischer Kochsalzlösung ausgesetzt, bevor ca. 5 ml Sputum
abgenommen werden. Diese kann bis zu seiner Aufarbeitung kurz, maximal 4-7 h,
bei 4°C gelagert werden. Die Aufarbeitung der Sputumprobe erfolgt in ca. 20 ml
einer 20 mM DTT-Lösung, wozu das verwendete Gefäß, vorzugsweise ein 50 ml
Falcon-Röhrchen, 30 min bei 4°C in einen Over-head-turner gestellt wird. Dann
erfolgt eine Zentrifugation der Probe für ca. 15 min bei 300 xg und 4°C. Es
schließt sich ein Waschschritt mit kaltem PBS und nochmaliger Zentrifugation
unter vorstehenden Bedingungen an. Das gewonnene Zellpellet wird in flüssigem
Stickstoff schockgefroren und bei -70°C aufgewahrt.
Aus vorstehenden Zellpellets wird Gesamt-RNA isoliert, wobei mRNA besonders
angereichert wird. Hierzu können übliche Verfahren verwendet werden. Günstig ist
es, den käuflichen Guanidinium-lsothiocyanat-Extraktionskit (GlassMax, Gibco BRL)
zu verwenden.
Die angereicherte mRNA wird dann einer unspezifischen, reversen Transkription
unterzogen, wobei hierfür übliche Oligonukleotide, vorzugsweise Hexanukleotide
(erhältlich z. B. bei Boehringer Mannheim) und eine MMLV-reverse Transkriptase
(z. B. SUPERSKRIPT II, erhältlich bei Gibco BRL) verwendet werden. Ein bevorzugter
Reaktionsansatz mit Hexanukleotiden wird 10 min bei 65°C und 60 min bei 37°C
inkubiert. Hierdurch wird die mRNA in cDNA übersetzt.
Die erhaltene cDNA wird einer Polymerase-Kettenreaktion (PCR-Reaktion) unter
worfen, wobei eine Taq-Polymerase (erhältlich z. B. bei Gibco BRL) verwendet wird.
Als Primer werden Oligonukleotide verwendet, deren Sequenzen entsprechend
bekannter DNA- und/oder RNA-Sequenzen von tumorspezifischen Transkripten
ausgewählt werden, u. a. mRNA, die für sogenannte Tumormarker kodieren.
Beispielsweise werden folgende Primer eingesetzt:
Primer für NSE:
nse255.forward: GCA AGA GAA GCT GGA CAA CC
nse944.reverse: ACA ATC TGG ATC CCT ACA TTG G
Primer für HPV 16:
16forward: ACT GCA ATG TTT CAG GAC CC
16reverse: CAT GCA TGA TTA CAG CTG GG
Primer für HPV 18:
18forward: ACA ATA CTA TGG CGC GCT TT
18reverse: AGC ACG AAT GGC ACT GG
nse255.forward: GCA AGA GAA GCT GGA CAA CC
nse944.reverse: ACA ATC TGG ATC CCT ACA TTG G
Primer für HPV 16:
16forward: ACT GCA ATG TTT CAG GAC CC
16reverse: CAT GCA TGA TTA CAG CTG GG
Primer für HPV 18:
18forward: ACA ATA CTA TGG CGC GCT TT
18reverse: AGC ACG AAT GGC ACT GG
Die Bedingungen für die PCR-Reaktion entsprechen den üblichen Standard
bedingungen. Insbesondere wird die Reaktion wie folgt durchgeführt:
1,5 U Polymerase pro Ansatz;
1,5 min, 93°C;
35×30 sec, 93°C;
30 sec, Annealingtemperatur, entsprechend des Primerpaares;
30-60 sec, 72°C, entsprechend der Fragmentlänge;
6 min, 72°C.
1,5 min, 93°C;
35×30 sec, 93°C;
30 sec, Annealingtemperatur, entsprechend des Primerpaares;
30-60 sec, 72°C, entsprechend der Fragmentlänge;
6 min, 72°C.
Die Annealingtemperatur liegt z. B. für NSE und GAPDH bei ca. 60°C und für HPV
16/18 bei ca. 56°C.
Zur Kontrolle vorstehender Anreicherung von mRNA und deren Übersetzung in
cDNA empfiehlt es sich, eine GAPDH-PCR-Reaktion durchzuführen. Diese erfolgt
unter den vorstehenden Bedingungen. Als Primer werden z. B. verwendet:
Primer für GAPDH:
gapdh1forward: CAT CTC TGC CCC CTC TGC TGA
gapdh2reverse: GGA TGA CCT TGC CCA CAG CCT
gapdh1forward: CAT CTC TGC CCC CTC TGC TGA
gapdh2reverse: GGA TGA CCT TGC CCA CAG CCT
Die vorstehende amplifizierte DNA wird in üblicher Weise nachgewiesen. Günstig
ist es, sie auf einem Agarosegel, vorzugsweise 13-1,5%, aufzutrennen, mit
Ethidiumbromid anzufärben und einer Southern Blot-Hybridisierung zu unterziehen.
Hierzu wird die DNA auf eine Nitrozellulosemembran übertragen und mit einem,
z. B. ³²P-5′-End-markierten Oligonukleotid hybridisiert, wobei das Oligonukleotid
spezifisch für den durch das vorstehende Primerpaar festgelegten Tumormarker
bzw. GAPDH ist. Das erhaltene Ergebnis gibt Aufschluß darüber, ob die Körper
probe Tumorzellen aufweist, die den speziellen Tumormarker expremieren.
Als Hybridisierungsnukleotide eignen sich
für NSE: AAC AAG CTG GCC ATG CAG
und für GAPDH: CTC TCC AGA ACA TCA TCC CTG
und für GAPDH: CTC TCC AGA ACA TCA TCC CTG
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesonders, folgendes nachzuweisen:
kleinzelliges Bronchialkarzinom/u. a. NSE-mRNA, Synaptophysin-mRNA, Gastrin-
Releasing-Peptide-mRNA, u. a. aus Sputum, Blut oder Organpunktaten/Tumor- bzw.
Metastasensuche;
Zervix-Karzinom/u. a. HPV 16/18-mRNA aus Blut- oder Lymphknoten/Tumor- bzw. Metastasensuche;
Kolon-Karzinom/u. a. CEA-mRNA aus Stuhl, Blut oder Lymphknoten/Tumor- bzw. Metastasensuche;
Leberzell-Karzinom/u. a. α-Fetoprotein-mRNA aus Galle oder Blut/Tumor- bzw. Metastasensuche;
Gehirn-Karzinom/u. a. NSE-mRNA oder Synaptophysin-mRNA aus Liquor oder Blut/Tumor- bzw. Metastasensuche;
Mammakarzinom/u. a. CEA-mRNA aus Blut oder Lymphknoten/Tumor- bzw. Meta stasensuche; und
Schilddrüsenkarzinom/u. a. Tyroxin-mRNA aus Urin oder Blut/Tumor- bzw. Meta stasensuche.
Zervix-Karzinom/u. a. HPV 16/18-mRNA aus Blut- oder Lymphknoten/Tumor- bzw. Metastasensuche;
Kolon-Karzinom/u. a. CEA-mRNA aus Stuhl, Blut oder Lymphknoten/Tumor- bzw. Metastasensuche;
Leberzell-Karzinom/u. a. α-Fetoprotein-mRNA aus Galle oder Blut/Tumor- bzw. Metastasensuche;
Gehirn-Karzinom/u. a. NSE-mRNA oder Synaptophysin-mRNA aus Liquor oder Blut/Tumor- bzw. Metastasensuche;
Mammakarzinom/u. a. CEA-mRNA aus Blut oder Lymphknoten/Tumor- bzw. Meta stasensuche; und
Schilddrüsenkarzinom/u. a. Tyroxin-mRNA aus Urin oder Blut/Tumor- bzw. Meta stasensuche.
Wird das erfindungsgemäße Verfahren für diagnostische Zwecke eingesetzt,
werden verschiedene Tumormarker-spezifische Primer nacheinander verwendet
und abhängig davon, welche cDNA amplifiziert werden konnte, können Rück
schlüsse darauf gezogen werden, wo der Patient Krebs hat bzw. ob überhaupt. Um
eine diagnostische Breite des erfindungsgemäßen Verfahrens zu erlauben, ist das
Verfahren nicht auf die vorn angegebenen speziellen mRNAs und die dazugehöri
gen Primer beschränkt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß der Nachweis
von geringsten Mengen an Tumorzellen auf sehr einfache Weise spezifisch und
sensitiv gelingt. Das Verfahren ist universell einsetzbar und nicht auf bestimmte
Tumoren beschränkt. Krebsvorsorgemaßnahmen werden dadurch schon im frühe
sten Tumorstadium ermöglicht. Therapieverfahren können früher eingeleitet
werden und Tumorrezidive früher erfaßt werden. Schon durchgeführte Therapiever
fahren können besser kontrolliert werden und dem Patienten bleibt möglicherweise
eine weitergehende Behandlung erspart.
Die vorliegende Erfindung wird durch das folgende Beispiel erläutert.
Einer an Zervix-Karzinom erkrankten Person wurden 10 ml Blut aus der Armvene
entnommen. Dieses Blut wurde in mit EDTA versehene Blutröhrchen gegeben und
6 h bei 4°C gelagert. PBL/Tumorzellen wurden durch eine Dichtegradientenzen
trifugation mit Ficoll-Paque gemäß einem Standardprotokoll für Lymphozyten
extraktion extrahiert. Das Zellpellet wurde in flüssigem Stickstoff schockgefroren
und bei -70°C aufbewahrt.
Aus dem Zellpellet wurde Gesamt-RNA isoliert, wobei mRNA angereichert wurde.
Hierzu wurde der käufliche Guanidinium-Isocyanat-Extraktionskit verwendet.
Die angereicherte mRNA wurde einer unspezifischen, reversen Transkription
unterzogen, wobei käufliche Hexanukleotide und eine MMLV-reverse Transkriptase
verwendet wurden. Der Reaktionsansatz wurde 10 min bei 65°C und 60 min bei
37°C inkubiert. Es wurde cDNA erhalten.
Die cDNA wurde einer PCR-Reaktion unterzogen. Hierzu wurden eine Taq-Polyme
rase und folgende Primer verwendet:
Primer für HPV 16:
16forward: ACT GCA ATG TTT CAG GAC CC
16reverse: CAT GCA TGA TTA CAG CTG GG
Primer für HPV 18
18forward: ACA ATA CTA TGG CGC GCT TT
18reverse: AGC ACG AAT GGC ACT GG
16forward: ACT GCA ATG TTT CAG GAC CC
16reverse: CAT GCA TGA TTA CAG CTG GG
Primer für HPV 18
18forward: ACA ATA CTA TGG CGC GCT TT
18reverse: AGC ACG AAT GGC ACT GG
Die PCR-Reaktion wurde wie folgt durchgeführt:
1,5 U-Taq-Polymerase pro Ansatz;
1,5 min, 93°C;
35 × 30 sec, 93°C;
30 sec, 56°C Annealingtemperatur;
30 sec, 72°C; und
6 min, 72°C.
1,5 min, 93°C;
35 × 30 sec, 93°C;
30 sec, 56°C Annealingtemperatur;
30 sec, 72°C; und
6 min, 72°C.
Zur Kontrolle wurde vorstehende cDNA auch einer GAPDH-PCR-Reaktion unter
zogen. Diese wurde unter den vorstehenden Bedingungen durchgeführt, wobei als
Primer verwendet wurden:
Primer für GAPDH:
gapdh1forward: CAT CTC TGC CCC CTC TGC TGA
gapdh2reverse: GGA TGA CCT TGC CCA CAG CCT
gapdh1forward: CAT CTC TGC CCC CTC TGC TGA
gapdh2reverse: GGA TGA CCT TGC CCA CAG CCT
Die amplifizierte DNA wurde auf einem 1% Agarosegel aufgetrennt und mit
Ethidiumbromid angefärbt. Die DNA wurde dann auf eine Nitrozellulosemembran
übertragen und mit folgenden ³²P-5′-End-markierten Oligonukleotiden getrennt
hybridisiert. Die Hybridisierungstemperatur lag jeweils 5°C unter der Schmelztem
peratur des verwendeten Oligonukletids.
Folgende Oligonukleotide wurden verwendet:
Für HPV 16: TAT AGT TGT TTG CAG CTC TGT
Für HPV 18: CAA TAC TGT CTT GCA ATA TAC
Für GAPDH: CTC TCC AGA ACA TCA TCC CTG
Für HPV 18: CAA TAC TGT CTT GCA ATA TAC
Für GAPDH: CTC TCC AGA ACA TCA TCC CTG
Mit den verwendeten Oligonukleotiden konnte jeweils eine amplifizierte DNA nach
gewiesen werden.
Claims (6)
1. Verfahren zum Nachweis von tumorspezifischer mRNA in einer Körperprobe,
umfassend die folgenden Verfahrensschritte:
- (a) Entnahme und Aufbereitung einer Körperprobe,
- (b) Isolierung von mRNA aus der Körperprobe von (a),
- (c) Übersetzung der mRNA von (b) in cDNA,
- (d) Amplifikation der cDNA von (c) durch eine PCR-Reaktion mit Tumor marker-spezifischen Primern, und
- (e) Nachweis der amplifizierten cDNA von (d).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Körperprobe
Blut, Sputum, Urin, Stuhl, Liquor, Galle, gastrointestinale Sekrete, Organ
punktate bzw. Biopsien und/oder Lymphflüssigkeit ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tu
mormarker-spezifischen Primer solche für NSE oder HPV 16/18 sind.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Primer für
NSE sind:
nse255forward: GCA AGA GAA GCT GGA CAA CC
nse944reverse: ACA ATC TGG ATC CCT ACA TTG G
nse944reverse: ACA ATC TGG ATC CCT ACA TTG G
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Primer für
HPV 16/18 sind:
HPV 16:
16forward: ACT GCA ATG TTT CAG GAC CC
16reverse: CAT GCA TGA TTA CAG CTG GG
HPV 18:
18forward: ACA ATA CTA TGG CGC GCT TT
18reverse: AGC ACG AAT GGC ACT GG
16forward: ACT GCA ATG TTT CAG GAC CC
16reverse: CAT GCA TGA TTA CAG CTG GG
HPV 18:
18forward: ACA ATA CTA TGG CGC GCT TT
18reverse: AGC ACG AAT GGC ACT GG
6. Verwendung des Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5 zur Tumor-
bzw. Metastasensuche in der Krebsvorsorge und -Nachsorge.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4431174A DE4431174A1 (de) | 1994-09-01 | 1994-09-01 | Nachweisverfahren für tumorspezifische mRNA |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4431174A DE4431174A1 (de) | 1994-09-01 | 1994-09-01 | Nachweisverfahren für tumorspezifische mRNA |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE4431174A1 true DE4431174A1 (de) | 1996-03-07 |
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DE4431174A Ceased DE4431174A1 (de) | 1994-09-01 | 1994-09-01 | Nachweisverfahren für tumorspezifische mRNA |
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