RU2311640C1 - Method for isolating extracellular nucleic acids out of urine - Google Patents
Method for isolating extracellular nucleic acids out of urineInfo
- Publication number
- RU2311640C1 RU2311640C1 RU2006109839/15A RU2006109839A RU2311640C1 RU 2311640 C1 RU2311640 C1 RU 2311640C1 RU 2006109839/15 A RU2006109839/15 A RU 2006109839/15A RU 2006109839 A RU2006109839 A RU 2006109839A RU 2311640 C1 RU2311640 C1 RU 2311640C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- urine
- ena
- sorbent
- filter material
- nucleic acids
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области диагностической медицины, а именно к разработке способов выделения внеклеточных нуклеиновых кислот (ВНК) из мочи, которые могут быть использованы в амплификационном анализе для ранней диагностики инфекционных и онкологических заболеваний.The invention relates to the field of diagnostic medicine, namely to the development of methods for the isolation of extracellular nucleic acids (WNA) from urine, which can be used in amplification analysis for the early diagnosis of infectious and oncological diseases.
Диагностика и выявление онкологических заболеваний на ранних стадиях является важной проблемой в медицине. Для диагностики рака используют такие методы, как рентгенологический, эндоскопический, ультразвуковой, морфологический. Однако эти методы не позволяют эффективно выявлять онкотрансформацию и не эффективны на ранних стадиях заболевания. Кроме того, морфологический анализ является инвазивным и может влиять на метастазирование опухоли.Diagnosis and detection of cancer in the early stages is an important problem in medicine. For the diagnosis of cancer using methods such as radiological, endoscopic, ultrasound, morphological. However, these methods do not allow effective detection of oncotransformation and are not effective in the early stages of the disease. In addition, morphological analysis is invasive and may affect tumor metastasis.
Известны способы диагностики вирусных и онкологических заболеваний путем выявления ДНК в плазме периферической крови с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) [1, 2]. Недостатками этих способов являются инвазивность анализа (забор венозной крови), большая трудоемкость и длительность выделения ДНК и низкая достоверность результатов диагностики (34-39%) из-за низкого удельного содержания внеклеточной ДНК в небольшом объеме образца (ограничения метода выделения ДНК), что затрудняет клиническое использование данных способов.Known methods for the diagnosis of viral and oncological diseases by detecting DNA in plasma of peripheral blood using polymerase chain reaction (PCR) [1, 2]. The disadvantages of these methods are the invasiveness of the analysis (venous blood sampling), the high complexity and duration of DNA isolation and the low reliability of diagnostic results (34-39%) due to the low specific content of extracellular DNA in a small sample volume (limitations of the DNA extraction method), which makes it difficult clinical use of these methods.
В то время как прямой анализ пораженных тканей бывает затруднен или недоступен (нет симптоматики), а забор крови относится к инвазивным процедурам, моча является легкодоступным биологическим материалом для получения нуклеиновых кислот, которые могут быть использованы в амплификационном анализе.While direct analysis of the affected tissue may be difficult or unavailable (no symptoms), and blood sampling is an invasive procedure, urine is an easily accessible biological material for the production of nucleic acids that can be used in amplification analysis.
Наиболее ближайшим к заявленному способу - прототипом, является способ диагностики рака почки путем выявления онкоспецифических маркеров в моче амплификационными методами [3], включающий следующие стадии: выделение ДНК из супернатанта мочи, выявление метилированных форм ДНК опухолевых супрессорных генов (VHL, р16, р14, АРС, RASSF1A и Timp-3) путем ПЦР, специфичной к метилированию, с последующим анализом продуктов реакции. Внеклеточную ДНК из супернатанта мочи больных раком почки выделяли при помощи обработки протеиназой К в присутствии додецилсульфата натрия в течение ночи при 37°С с последующей фенол/хлороформной экстракцией белков. К раствору ДНК добавляли 1/10 объема 10 М ацетата аммония, 2 мкл гликогена и 2,5 объема 100% спирта и инкубировали в течение ночи при - 20°С, затем центрифугировали образец при 16000 g в течение 20 мин при 4°С. Супернатант удаляли, преципитат ДНК высушивали и растворяли в воде. Выделенную внеклеточную ДНК модифицировали бисульфитом натрия; в амплификации использовали праймеры, специфичные к метилированным формам ДНК. Частота гиперметилирования промоторов опухолевых супрессорных генов составила 12% для VHL, 10% для p16, 18% для p14, 18% для АРС, 52% для RASSF1A и 60% для Timp-3.The closest to the claimed method - the prototype, is a method for the diagnosis of kidney cancer by identifying cancer specific markers in the urine by amplification methods [3], which includes the following stages: DNA extraction from urine supernatant, detection of methylated DNA forms of tumor suppressor genes (VHL, p16, p14, APC , RASSF1A and Timp-3) by methylation-specific PCR followed by analysis of the reaction products. Extracellular DNA from the urine supernatant of patients with kidney cancer was isolated by treatment with proteinase K in the presence of sodium dodecyl sulfate overnight at 37 ° C followed by phenol / chloroform protein extraction. 1/10 volume of 10 M ammonium acetate, 2 μl of glycogen and 2.5 volumes of 100% alcohol were added to the DNA solution and incubated overnight at -20 ° C, then the sample was centrifuged at 16000 g for 20 min at 4 ° C. The supernatant was removed, the DNA precipitate was dried and dissolved in water. Isolated extracellular DNA was modified with sodium bisulfite; in amplification, primers specific for methylated forms of DNA were used. The frequency of hypermethylation of tumor suppressor gene promoters was 12% for VHL, 10% for p16, 18% for p14, 18% for APC, 52% for RASSF1A and 60% for Timp-3.
Недостатками данного способа являются длительность выделения внеклеточной ДНК, неудобство работы с фенолом и хлороформом. Кроме того, данный способ диагностики является трудоемким (для получения 100% диагностической точности необходимо проанализировать гиперметилирование промоторов по крайней мере 6 генов) и применим только для диагностики рака почки.The disadvantages of this method are the duration of extracellular DNA isolation, the inconvenience of working with phenol and chloroform. In addition, this diagnostic method is time-consuming (to obtain 100% diagnostic accuracy, it is necessary to analyze promoter hypermethylation of at least 6 genes) and is applicable only for the diagnosis of kidney cancer.
Технической задачей изобретения является повышение достоверности диагностики, упрощение способа и расширение объема его использования.An object of the invention is to increase the reliability of diagnosis, simplifying the method and expanding the scope of its use.
Поставленная техническая задача достигается предлагаемым способом, заключающимся в следующем.The technical task is achieved by the proposed method, which consists in the following.
Определяют рН исследуемой мочи и доводят рН до требуемого значения (до 6.0-8,0 - для выделения внеклеточной ДНК и 4,5-5.0 - для выделения внеклеточной РНК). Исследуемую мочу пропускают через разделительно-сорбирующую систему, состоящую из фильтрующего материала с размером пор не более 1,5 мкм и стекловолокнистого сорбента. Фильтрующий материал служит для разделения мочи на супернатант и клеточную фракцию, а сорбент - для сорбции внеклеточных нуклеиновых кислот (ВНК) из супернатанта мочи и клеточных элюатов. Время протекания мочи через систему можно уменьшить путем центрифугирования в течение 2-5 мин при 400 g. Далее проводят элюцию ВНК, связанных с поверхностью клеток мочи, находящихся на фильтрующем материале, путем промывания последнего фосфатным буферным раствором (ФБР), содержащим 5 мМ ЭДТА, а затем 0,125%-ным раствором трипсина. В процессе элюции ВНК, связанных с поверхностью клеток мочи, происходит их одновременное связывание с сорбентом. Затем фильтрующий материал удаляют, а стекловолокнистый сорбент промывают от примесей ненуклеотидной природы. Далее проводят элюцию суммарного пула ВНК (ВНК из супернатанта мочи и ВНК, элюированных с поверхности клеток мочи), связанных с сорбентом, и выявление известных специфических последовательностей нуклеиновых кислот методами амплификационного анализа с последующим анализом ПЦР продуктов и составлением заключения о наличии или отсутствии детектируемых нуклеотидных последовательностей.Determine the pH of the test urine and adjust the pH to the desired value (up to 6.0-8.0 for the isolation of extracellular DNA and 4.5-5.0 for the isolation of extracellular RNA). The test urine is passed through a separation-sorption system consisting of a filter material with a pore size of not more than 1.5 microns and a fiberglass sorbent. The filter material serves to separate urine into the supernatant and the cell fraction, and the sorbent is used to sorb extracellular nucleic acids (WNA) from the urine supernatant and cell eluates. The flow of urine through the system can be reduced by centrifugation for 2-5 minutes at 400 g. Next, elution of the VNCs associated with the surface of urine cells located on the filter material is carried out by washing the latter with phosphate buffered saline (PBS) containing 5 mM EDTA and then with a 0.125% trypsin solution. In the process of elution of BHCs associated with the surface of urine cells, they simultaneously bind to the sorbent. Then the filter material is removed, and the fiberglass sorbent is washed from impurities of non-nucleotide nature. Next, the total pool of VNKs (VNKs from the supernatant of urine and VNKs eluted from the surface of urine cells) associated with the sorbent is eluted and the known specific nucleic acid sequences are detected by amplification analysis followed by PCR analysis of the products and the conclusion on the presence or absence of detectable nucleotide sequences .
Исследуемая моча перед пропусканием через разделительно-сорбирующую систему может быть обработана гидролизующим и/или денатурирующим агентом (например, ферментом и/или детергентом) для разрушения комплексов ВНК с белками, фосфолипидами, липопротеинами и т.д., что приводит к повышению эффективности выделения ВНК, а это, в свою очередь, к увеличению количества специфических НК в пробе и повышению достоверности диагностики заявленного способа.The test urine can be treated with a hydrolyzing and / or denaturing agent (for example, an enzyme and / or detergent) before passing through a separation-sorbing system to break down the complexes of KSS with proteins, phospholipids, lipoproteins, etc., which leads to an increase in the efficiency of KSS excretion , and this, in turn, to increase the number of specific NK in the sample and increase the reliability of the diagnosis of the claimed method.
Использование фильтрующего материала, задерживающего клетки мочи, позволяет последовательно пропускать через стекловолокнистый сорбент супернатант мочи и элюаты с поверхности клеток мочи. В качестве фильтрующего материала могут быть использованы фильтровальная бумага, ватман марки 3ММ, материал из нитроцеллюлозы и другие материалы.The use of filtering material that retains urine cells makes it possible to sequentially pass urine supernatant and eluates from the surface of urine cells through a fiberglass sorbent. As filter material, filter paper, 3MM Whatman paper, nitrocellulose material and other materials can be used.
Стекловолокнистый сорбент связывает ВНК из супернатанта мочи и ВНК, элюированных с поверхности клеток мочи. В качестве стекловолокнистого сорбента могут быть использованы стекловата из нейтрального, щелочного, боросиликатного стекла или минеральная стекловата из базальтового стекловолокна, содержащие в качестве основного компонента двуокись кремния.A fiberglass sorbent binds KSS from urine supernatant and KSS eluted from the surface of urine cells. As fiberglass sorbent can be used glass wool from neutral, alkaline, borosilicate glass or mineral glass wool from basalt glass fiber containing silicon dioxide as the main component.
Использование системы, содержащей фильтрующий материал и стекловолокнистый сорбент значительно упрощает, удешевляет и ускоряет процедуру выделения ВНК из мочи по сравнению с прототипом, а также позволяет значительно увеличить объем исследуемого образца и, таким образом, повысить достоверность диагностики за счет увеличения содержания специфических последовательностей нуклеиновых кислот в пробе для дальнейшего амплификационного анализа.The use of a system containing filtering material and a fiberglass sorbent significantly simplifies, reduces the cost and speeds up the procedure for the extraction of KSS from urine as compared with the prototype, and also allows to significantly increase the volume of the test sample and, thus, increase the reliability of diagnosis by increasing the content of specific nucleic acid sequences in sample for further amplification analysis.
Определяющими отличительными признаками предлагаемого способа, по сравнению с прототипом, являются:The defining hallmarks of the proposed method, compared with the prototype, are:
1. Пропускание исследуемой мочи через систему, содержащую фильтрующий материал и стекловолокнистый сорбент, что позволяет одновременно разделять супернатант от клеточной фракции мочи и сорбировать ВНК на сорбенте. Отсутствие фильтрующего материала, задерживающего клетки мочи, приводило бы к разрушению клеток при пропускании мочи через стекловолокнистый сорбент, в результате чего большую часть выделенных нуклеиновых кислот составляли бы нуклеиновые кислоты клеток, что привело бы к понижению чувствительности диагностической системы.1. Passing the test urine through a system containing filter material and a fiberglass sorbent, which allows you to simultaneously separate the supernatant from the cell fraction of urine and sorb the BHC on the sorbent. The absence of filter material that retains urine cells would lead to cell destruction by passing urine through a fiberglass sorbent, as a result of which the majority of the nucleic acids released would be cell nucleic acids, which would reduce the sensitivity of the diagnostic system.
2. Использование дополнительного диагностического объекта - ВНК, связанных с поверхностью клеток мочи, что позволяет увеличить чувствительность детекции специфических последовательностей ДНК и РНК за счет их повышенного удельного содержания на ранних стадиях патогенеза.2. The use of an additional diagnostic object - VNK associated with the surface of urine cells, which allows to increase the sensitivity of detection of specific DNA and RNA sequences due to their increased specific content in the early stages of pathogenesis.
3. Последовательная двухстадийная элюция ВНК, связанных с поверхностью клеток мочи, что позволяет уменьшить количество балластных нуклеиновых кислот из нормальных клеток и увеличить удельное содержание выявляемых специфических последовательностей. В прототипе анализируют специфические последовательности внеклеточной ДНК, выделенной из супернатанта мочи.3. Sequential two-stage elution of VNCs associated with the surface of urine cells, which allows to reduce the number of ballast nucleic acids from normal cells and increase the specific content of detected specific sequences. In the prototype, specific sequences of extracellular DNA isolated from urine supernatant are analyzed.
Увеличение чувствительности вышеописанной диагностической системы позволяет выявлять и дифференцировать все опухоли организма (опухоли молочной железы, легкого, желудка и другие), в то время как способ-прототип позволяет выявлять только рак почки.Increasing the sensitivity of the above diagnostic system allows you to identify and differentiate all tumors of the body (tumors of the mammary gland, lung, stomach and others), while the prototype method allows you to detect only kidney cancer.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения способа.The invention is illustrated by the following examples of specific performance of the method.
Пример 1.Example 1
Предлагаемый способ диагностики был апробирован на образцах мочи здоровых доноров (n=10) и пациентов с доброкачественными (n=15) и злокачественными опухолями молочной железы (n=20) на различных стадиях заболевания. У всех пациенток моча была взята во время первичного установления диагноза. рН исследуемой мочи проверяли при помощи лакмусовой бумажки и доводили (если требовалось) до значения 6,0-8,0 путем добавления 0,1 М NaOH. Далее мочу помещали в колонку, содержащую систему, состоящую из бумажного фильтра и стекловаты из щелочного стекла (стекловолокнистый сорбент) и центрифугировали в течение 2 мин при 400 g. Затем проводили элюцию ВНК, связанных с поверхностью клеток мочи, находящихся на фильтре, путем промывания фильтра ФБР, содержащим 5 мМ ЭДТА, а затем 0,125%-ным раствором трипсина. Фильтр удаляли, сорбент промывали дважды от примесей ненуклеотидной природы буферным раствором, содержащим 4.5 М тиоцианата гуанидина, 20 мМ ЭДТА, 10 мМ трис-HCl рН 6.4, а затем дважды буферным раствором, содержащим 70% этанола, 100 мМ NaCl, 10 мМ трис-HCl рН 8.0. Суммарный пул внеклеточных ДНК, содержащий ВНК из клеточного элюата и ВНК из супернатанта мочи, элюировали с сорбента добавлением 100 мкл воды, с последующим центрифугированием в течение 1 мин при 10000 g.The proposed diagnostic method was tested on urine samples of healthy donors (n = 10) and patients with benign (n = 15) and malignant breast tumors (n = 20) at various stages of the disease. In all patients, urine was taken during the initial diagnosis. The pH of the test urine was checked using a litmus test and adjusted (if required) to a value of 6.0-8.0 by adding 0.1 M NaOH. Then the urine was placed in a column containing a system consisting of a paper filter and alkaline glass wool (glass fiber sorbent) and centrifuged for 2 min at 400 g. Then, the BHCs bound to the surface of urine cells located on the filter were eluted by washing the filter with an FBI filter containing 5 mM EDTA and then with a 0.125% trypsin solution. The filter was removed, the sorbent was washed twice from impurities of a non-nucleotide nature with a buffer solution containing 4.5 M guanidine thiocyanate, 20 mM EDTA, 10 mM Tris-HCl pH 6.4, and then twice with a buffer solution containing 70% ethanol, 100 mM NaCl, 10 mM Tris- HCl pH 8.0. The total pool of extracellular DNA containing KSS from the cell eluate and KSS from the urine supernatant was eluted from the sorbent by adding 100 μl of water, followed by centrifugation for 1 min at 10,000 g.
Для выявления мелитированных последовательностей промоторных областей генов RARβ2 и RASSF1A проводили ПЦР, специфичную к метилированию.To identify the melitated sequences of the promoter regions of the RARβ2 and RASSF1A genes, methylation specific PCR was performed.
После предварительной термической денатурации в реакционную смесь добавляли 1 ед. Taq ДНК полимеразы (производства СибЭнзим) и проводили 45 циклов ПЦР в следующем режиме:After preliminary thermal denaturation, 1 unit was added to the reaction mixture. Taq DNA polymerase (manufactured by SibEnzyme) and performed 45 cycles of PCR in the following mode:
- для метилированной формы промоторной области гена RARβ2 - 30 секунд при 94°С, 20 секунд при 65°С, 20 секунд при 72°С; были использованы праймеры [4]:- for the methylated form of the promoter region of the RARβ2 gene - 30 seconds at 94 ° C, 20 seconds at 65 ° C, 20 seconds at 72 ° C; primers were used [4]:
5'-CCG ААТ ССТ АСС CCG ACG - 3' (Праймер 1);5'-CCG AAT CCT ACC CCG ACG-3 '(Primer 1);
5'-TAG TAG TTC GGG TAG GGT TTA TC - 3' (Праймер 2);5'-TAG TAG TTC GGG TAG GGT TTA TC - 3 '(Primer 2);
- для неметилированной формы промоторной области гена RARβ2 - 30 секунд при 94°С, 20 секунд при 59°С, 20 секунд при 72°С; были использованы праймеры [4]:- for the unmethylated form of the promoter region of the RARβ2 gene - 30 seconds at 94 ° C, 20 seconds at 59 ° C, 20 seconds at 72 ° C; primers were used [4]:
5'-TTA GTA GTT TGG GTA GGG TTT ATT - 3' (Праймер 1);5'-TTA GTA GTT TGG GTA GGG TTT ATT - 3 '(Primer 1);
5'-ССА ААТ ССТ АСС ССА АСА - 3' (Праймер 2);5'-CCA AAT CCT ACC CCA ACA - 3 '(Primer 2);
- для метилированной формы промоторной области гена RASSF1A - 30 секунд при 94°С, 20 секунд при 65°С, 20 секунд при 72°С; были использованы праймеры [4]:- for the methylated form of the promoter region of the RASSF1A gene - 30 seconds at 94 ° C, 20 seconds at 65 ° C, 20 seconds at 72 ° C; primers were used [4]:
5'-GGG TTT TGC GAG AGC GCG - 3' (Праймер 1);5'-GGG TTT TGC GAG AGC GCG - 3 '(Primer 1);
5'-GCT AAC AAA CGC GAA CCG - 3' (Праймер 2);5'-GCT AAC AAA CGC GAA CCG - 3 '(Primer 2);
- для неметилированной формы промоторной области гена RASSF1A - 30 секунд при 94°С, 20 секунд при 65°С, 20 секунд при 72°С; были использованы праймеры [4]:- for the unmethylated form of the promoter region of the RASSF1A gene - 30 seconds at 94 ° C, 20 seconds at 65 ° C, 20 seconds at 72 ° C; primers were used [4]:
5'- GGT TTT GTG AGA GTG TGT TTAG - 3' (Праймер 1);5'- GGT TTT GTG AGA GTG TGT TTAG - 3 '(Primer 1);
5'- САС ТАА САА АСА САА АСС ААС - 3' (Праймер 2);5'- CAC TAA CAA ACA CAA ACC AAC - 3 '(Primer 2);
После окончания 45 циклов ПЦР продукты были разделены в 6% полиакриламидном геле методом электрофореза и окрашены бромистым этидием.After 45 cycles of PCR, the products were separated on a 6% polyacrylamide gel by electrophoresis and stained with ethidium bromide.
Данные по выявленным мелитированным последовательностям промоторных областей генов RARR2 и RASSF1A в норме и при патологии представлены в таблице.Data on the identified melitated sequences of the promoter regions of the RARR2 and RASSF1A genes in normal and pathological conditions are presented in the table.
Данный пример иллюстрирует, что выделенные разработанным способом ВНК могут быть использованы для неинвазивной диагностики доброкачественных и злокачественных опухолей.This example illustrates that the KSS extracted by the developed method can be used for non-invasive diagnosis of benign and malignant tumors.
Пример 2.Example 2
Разработанный способ был применен для оценки эффективности антираковой терапии у пациентов с раком легкого (n=19). У всех пациентов была взята моча до и после проведения антираковой терапии. рН мочи проверяли с помощью лакмусовой бумажки и доводили (если требовалось) до значения 4,5-5,0 путем добавления 0,1 М уксусной кислоты. Далее мочу помещали в колонку, содержащую систему: ватман нейтрального стекла и центрифугировали в течение 5 мин при 400 g. Для выделения РНК, связанных с поверхностью клеток мочи, осажденных на ватмане, последний промывали 2 мл ФБР, содержащего 5 мМ ЭДТА, а затем 2 мл 0,125%-ного раствора трипсина. Затем ватман удаляли, сорбент промывали от примесей ненуклеотидной природы и элюировали суммарный пул внеклеточных РНК с сорбента аналогично примеру 1.The developed method was used to evaluate the effectiveness of anti-cancer therapy in patients with lung cancer (n = 19). Urine was taken from all patients before and after anti-cancer therapy. Urine pH was checked with a litmus test and adjusted (if required) to 4.5-5.0 by adding 0.1 M acetic acid. Then the urine was placed in a column containing the system: Whatman neutral glass and centrifuged for 5 min at 400 g. To isolate RNA associated with the surface of urine cells deposited on a Whatman paper, the latter was washed with 2 ml of PBS containing 5 mM EDTA, and then 2 ml of 0.125% trypsin solution. Then whatman was removed, the sorbent was washed from impurities of a non-nucleotide nature and the total pool of extracellular RNA from the sorbent was eluted as in Example 1.
Выявление опухолевой РНК проводили методом RT-ПЦР. кДНК была синтезирована с рандомных гексамерных праймеров и коммерческого набора Reverse Transriptase Superscript II (Invitrogen). Для проведения RT-ПЦР использовали коммерческий набор AmplyTaq Gold (Applied Biosystems) с использованием праймеров, специфичных для гена hTERT [5]:The detection of tumor RNA was performed by RT-PCR. cDNA was synthesized from random hexameric primers and the commercial Reverse Transriptase Superscript II kit (Invitrogen). For RT-PCR, the commercial kit AmplyTaq Gold (Applied Biosystems) was used using primers specific for the hTERT gene [5]:
5'-TGA САС СТС АСС ТСА ССС АС-3' (Праймер 1),5'-TGA CAC STS ACC TSA CCC AC-3 '(Primer 1),
5'-САС ТОТ СТТ CCG САА GTT САС-3' (Праймер 2);5'-CAC TOT CTT CCG CAA CAA GTT CAC-3 '(Primer 2);
Далее ПЦР продукты были разделены в 2%-ном агарозном геле методом электрофореза и оценены денситометрически при помощи Системы GS-690 Imaging Densitometry (Bio-Rad) и компьютерной программы Multi-Analyst/PC (Bio-Rad).Next, PCR products were separated on a 2% agarose gel by electrophoresis and evaluated densitometrically using the GS-690 Imaging Densitometry System (Bio-Rad) and the Multi-Analyst / PC (Bio-Rad) computer program.
Было показано, что маркер hTERT, ассоциированный с раком легкого, выявляется с высокой частотой (95%) у больных до проведения антираковой терапии. Пациентам была проведена операция с последующей лучевой терапией. Через 4 месяца провели мониторинг эффективности лечения путем вторичной диагностики онкологического заболевания. Маркер hTERT в пуле внеклеточных РНК был обнаружен у 3 больных. Таким образом, в результате мониторинга установлено отсутствие онкологического заболевания у 16 пролеченных пациентов и неэффективность хирургического и лучевого лечения и прогрессирование онкологического заболевания у 3 человек.It has been shown that the hTERT marker associated with lung cancer is detected with a high frequency (95%) in patients prior to anti-cancer therapy. The patients underwent surgery followed by radiation therapy. After 4 months, we monitored the effectiveness of treatment by secondary diagnosis of cancer. The hTERT marker in the extracellular RNA pool was detected in 3 patients. Thus, the monitoring revealed the absence of cancer in 16 treated patients and the ineffectiveness of surgical and radiation treatment and the progression of cancer in 3 people.
Пример 3.Example 3
Больной У., 1975 г.р. поступил в стационарное отделение «Центра новых медицинских технологий» г.Новосибирск, с диагнозом: язва желудка с наличием Helicobacter pylori. Мочу от данного больного предварительно обработали ферментом. Для этого мочу центрифугировали в течение 10 мин при 400 g, к полученному супернатанту мочи добавили липазу (из Rhizopus japanicus 1403) и инкубировали в течение 30 мин при 37°С. Затем довели рН мочи до значения 7,0 и пропустили через колонку, содержащую нитроцеллюлозный фильтрующий материал с размером пор 1,2 мкм и минеральную стекловату из базальтового стекловолокна. Элюцию ВНК, связанных с поверхностью клеток мочи, находящихся на фильтре, а также элюирование суммарного пула внеклеточных ДНК с сорбента провели аналогично примеру 1.Patient W., born in 1975 entered the inpatient department of the Center for New Medical Technologies in Novosibirsk, with a diagnosis of gastric ulcer with the presence of Helicobacter pylori. Urine from this patient was pre-treated with an enzyme. For this, the urine was centrifuged for 10 min at 400 g, lipase (from Rhizopus japanicus 1403) was added to the obtained urine supernatant and incubated for 30 min at 37 ° C. Then the urine pH was adjusted to a value of 7.0 and passed through a column containing nitrocellulose filter material with a pore size of 1.2 μm and mineral glass wool from basalt fiberglass. The elution of the KSS associated with the surface of urine cells located on the filter, as well as the elution of the total pool of extracellular DNA from the sorbent, were carried out analogously to example 1.
Выявление бактерии Helicobacter pylori провели с использованием коммерческих наборов реагентов ПЦР «Биоком». Диагноз был подтвержден. Больному было проведено консервативное лечение. Через 2 месяца провели мониторинг эффективности лечения путем вторичной диагностики на Helicobacter pylori. В результате мониторинга установлено отсутствие Helicobacter pylori. Данный пример иллюстрирует, что предложенный способ диагностики с использованием ВНК мочи пригоден для выявления бактериальных инфекций.The identification of Helicobacter pylori bacteria was carried out using commercial Biocom PCR reagent kits. The diagnosis has been confirmed. The patient was given conservative treatment. After 2 months, we monitored the effectiveness of treatment by secondary diagnosis on Helicobacter pylori. The monitoring revealed the absence of Helicobacter pylori. This example illustrates that the proposed diagnostic method using the KSS of urine is suitable for the detection of bacterial infections.
Пример 4.Example 4
Больная А., 1963 г.р., поступила в Областной Онкологический Диспансер с диагнозом: плоскоклеточный недифференцированный центральный рак легкого со стадией T2N0M0. Больной была проведена диагностика заявляемым способом с использованием коммерческих наборов реагентов ПЦР «Биоком» (код 4.3.63), ориентированных на выявление вируса Эпштейна-Барра с использованием в качестве диагностического материала мочи и венозной крови пациента.Patient A., born in 1963, was admitted to the Regional Oncology Dispensary with a diagnosis of squamous undifferentiated central lung cancer with a stage of T 2 N 0 M 0 . The patient was diagnosed by the claimed method using commercial Biocom PCR reagent kits (code 4.3.63), aimed at detecting the Epstein-Barr virus using the patient's urine and venous blood as a diagnostic material.
Выделение суммарного пула внеклеточных ДНК из мочи проводили аналогично примеру 3, с тем отличием, что вместо липазы мочу предварительно обрабатывали субтилизином А.Isolation of the total pool of extracellular DNA from urine was carried out analogously to example 3, with the difference that instead of lipase, the urine was pretreated with subtilisin A.
Выделение суммарного пула внеклеточных ДНК из плазмы крови проводили способом, описанным в [6].Isolation of the total pool of extracellular DNA from blood plasma was performed by the method described in [6].
Выделение суммарного пула внеклеточных ДНК из мочи проводили аналогично примеру 3, с тем отличием, что вместо липазы мочу предварительно обрабатывали субтилизином А.Isolation of the total pool of extracellular DNA from urine was carried out analogously to example 3, with the difference that instead of lipase, the urine was pretreated with subtilisin A.
Выделение суммарного пула внеклеточных ДНК из плазмы крови проводили способом, описанным в [6].Isolation of the total pool of extracellular DNA from blood plasma was performed by the method described in [6].
Было показано, что независимо от источника ДНК, диагностическая точность способа составила 100%, что указывает на возможность использования мочи в качестве неинвазивного источника диагностического материала. Кроме того, данный пример иллюстрирует, что выделенные предложенным способом ВНК мочи пригодны для диагностики вирусных инфекций.It was shown that regardless of the source of DNA, the diagnostic accuracy of the method was 100%, which indicates the possibility of using urine as a non-invasive source of diagnostic material. In addition, this example illustrates that urine extracted by the proposed method is suitable for the diagnosis of viral infections.
Пример 5.Example 5
Больная К., 1960 г.р., поступила в «Центр новых медицинских технологий» г.Новосибирск, с диагнозом цистит. Поскольку у женщин с различными заболеваниями мочеполовой системы зачастую обнаруживается микоплазмоз, пациентке была проведена диагностика микоплазмы.Patient K., born in 1960, was admitted to the Center for New Medical Technologies in Novosibirsk, with a diagnosis of cystitis. Since women with various diseases of the genitourinary system often have mycoplasmosis, the patient was diagnosed with mycoplasma.
Исследуемую мочу центрифугировали в течение 10 мин при 400 g, к полученному супернатанту добавляли лаурилсульфат натрия до конечной концентрации 1,0%, интенсивно перемешивали в течение 2 мин, а затем добавляли 4 М ацетат калия и центрифугировали в течение 15 мин при 15000 g. Далее довели рН супернатанта до значения 8,0 и провели выделение суммарного пула внеклеточных ДНК с использованием системы, содержащей бумажный фильтр и стекловолокнистый сорбент, как описано в примере 1.The test urine was centrifuged for 10 min at 400 g, sodium lauryl sulfate was added to the resulting supernatant to a final concentration of 1.0%, stirred vigorously for 2 min, and then 4 M potassium acetate was added and centrifuged for 15 min at 15000 g. Next, the supernatant pH was adjusted to 8.0 and a total pool of extracellular DNA was isolated using a system containing a paper filter and a fiberglass sorbent, as described in Example 1.
Выделенную из мочи внеклеточную ДНК использовали для ПНР-анализа, ориентированного на выявление микоплазмы хоминис, основанного на использовании коммерческих наборов реагентов ПЦР «Биоком» (код 4.3.33.5). В результате проведенного анализа было показано, что в моче у больной К. обнаруживается Mycoplasma hominis.Extracellular DNA isolated from urine was used for a PNR analysis focused on the detection of mycoplasma hominis, based on the use of Biocom commercial PCR reagent kits (code 4.3.33.5). As a result of the analysis, it was shown that in the urine of patient K., Mycoplasma hominis is detected.
Данный пример иллюстрирует, что выделенные предложенным способом ВНК из мочи пригодны для диагностики инфекций микоплазмы.This example illustrates that the KNK extracted from the urine by the proposed method is suitable for the diagnosis of mycoplasma infections.
Использование предлагаемого способа позволит, по сравнению с прототипом:Using the proposed method will allow, in comparison with the prototype:
- упростить способ и уменьшить время выделения ВНК из анализируемого образца до 8-10 мин;- to simplify the method and reduce the time of allocation of VNK from the analyzed sample to 8-10 minutes;
- повысить достоверность последующей диагностики инфекционных и онкологических заболеваний за счет дополнительного использования более специфичного диагностического показателя (ВНК, связанных с поверхностью клеток мочи);- increase the reliability of the subsequent diagnosis of infectious and oncological diseases due to the additional use of a more specific diagnostic indicator (VNK associated with the surface of urine cells);
исключить получение ложноположительных или ложноотрицательных результатов анализа за счет увеличения объема образца и количества специфических нуклеиновых кислот в пробе;exclude the receipt of false positive or false negative analysis results by increasing the volume of the sample and the number of specific nucleic acids in the sample;
- расширить область применения ВНК из мочи за счет возможности ранней диагностики вирусных, бактериальных и онкологических заболеваний, а также выявление микоплазмы в организме;- to expand the scope of application of KSS from urine due to the possibility of early diagnosis of viral, bacterial and oncological diseases, as well as the detection of mycoplasma in the body;
- увеличить чувствительность детекции специфических (маркерных) последовательностей ДНК и РНК, связанных с поверхностью клеток мочи, что особенно важно на ранних стадиях развития патологий, когда основная масса внеклеточных нуклеиновых кислот связана с поверхностью клеток.- increase the sensitivity of detection of specific (marker) DNA and RNA sequences associated with the surface of urine cells, which is especially important in the early stages of the development of pathologies, when the bulk of extracellular nucleic acids is associated with the surface of the cells.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES
1. Tailor P., Saikia Т., Advani S., Mukhopadhyaya R. Activation of HHV-6 in lymphoproliferative disorders // Annanls of the New York Academy of Sciences, 2004. Vol.1022. P.282-285.1. Tailor P., Saikia T., Advani S., Mukhopadhyaya R. Activation of HHV-6 in lymphoproliferative disorders // Annanls of the New York Academy of Sciences, 2004. Vol.1022. P.282-285.
2. Sorenson G., Pribish D., Valone F., Memoli V., Bzik D., Yao S. Soluble normal and mutated DNA sequences from single-copy genes in human blood // Cancer Epidemiology, Biomarkers & Prevention, 1994. Vol.3. P.67-71.2. Sorenson G., Pribish D., Valone F., Memoli V., Bzik D., Yao S. Soluble normal and mutated DNA sequences from single-copy genes in human blood // Cancer Epidemiology, Biomarkers & Prevention, 1994. Vol. 3. P.67-71.
3. Cairns P. Detection of promoter hypermethylation of tumor suppressor genes in urine from kidney cancer patients // Annanls of the New York Academy of Sciences, 2004. Vol.1022. P.40-43.3. Cairns P. Detection of promoter hypermethylation of tumor suppressor genes in urine from kidney cancer patients // Annanls of the New York Academy of Sciences, 2004. Vol. 1022. P.40-43.
4. Kowara R., Golebiowski F., Chrzan P., Skokowski J., Karmolinski A., Awelczyk T. Abnormal FHIT gene transcript and c-myc and c-erbB2 amplification in breast cancer // Acta Biochimica Polonica, 2002, Vol.49. P.341-350.4. Kowara R., Golebiowski F., Chrzan P., Skokowski J., Karmolinski A., Awelczyk T. Abnormal FHIT gene transcript and c-myc and c-erbB2 amplification in breast cancer // Acta Biochimica Polonica, 2002, Vol .49. P.341-350.
5. Lonn U., Lonn S., Nilsson В., Stenkvist B. Prognostic value of erb-B2 and myc amplification in breast cancer imprints. Cancer, 1995, Vol.75. P.2681-2687.5. Lonn U., Lonn S., Nilsson B., Stenkvist B. Prognostic value of erb-B2 and myc amplification in breast cancer imprints. Cancer, 1995, Vol. 75. P.2681-2687.
6. Engel E., Schmidt В., Carstensen Т., Weickmann S., Jandrig В., Witt C., Fleischhacker M. Detection of tumor-specific mRNA in cell-free lavage supernatant in patients with lung cancer // Annanls of the New York Academy of Sciences, 2004. Vol.1022. P.140-146.6. Engel E., Schmidt B., Carstensen T., Weickmann S., Jandrig B., Witt C., Fleischhacker M. Detection of tumor-specific mRNA in cell-free lavage supernatant in patients with lung cancer // Annanls of the New York Academy of Sciences, 2004. Vol. 1022. P.140-146.
7. Лактионов П., Тамкович С., Рыкова E., Власов В. Способ ранней диагностики и мониторинга онкологических заболеваний. Патент РФ №2251696, кл. G01N 33/53, оп. 27.01.2005, Бюл. №13.7. Laktionov P., Tamkovich S., Rykova E., Vlasov V. A method for early diagnosis and monitoring of cancer. RF patent №2251696, cl. G01N 33/53, op. January 27, 2005, Bull. No. 13.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006109839/15A RU2311640C1 (en) | 2006-03-27 | 2006-03-27 | Method for isolating extracellular nucleic acids out of urine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006109839/15A RU2311640C1 (en) | 2006-03-27 | 2006-03-27 | Method for isolating extracellular nucleic acids out of urine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2311640C1 true RU2311640C1 (en) | 2007-11-27 |
Family
ID=38960362
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006109839/15A RU2311640C1 (en) | 2006-03-27 | 2006-03-27 | Method for isolating extracellular nucleic acids out of urine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2311640C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2558292C1 (en) * | 2014-09-17 | 2015-07-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук (ИХБФМ СО РАН) | Method of isolating short rna from biological fluids |
RU2585232C1 (en) * | 2015-05-06 | 2016-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "БиоСилика" | Method of extracting micro-rna from biological fluids |
-
2006
- 2006-03-27 RU RU2006109839/15A patent/RU2311640C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
CAIRNS P. Detection of promoter hypermethylation of tumor suppressor genes in urine from kidney cancer patients. Annanis of the New York Academy of Sciences, 2004. vol.1022, p.40-43. PMID: 15251937 [PubMed - indexed for MEDLINE]. * |
МОРОЗОВА В.Т. и др. Исследование мочи. - М.: РМАП0, 1996, с.59-76, 78-80. БОЧКОВ В.Н. и др. Клиническая биохимия. - М.: ГЭОТАР-МЕД, МГУ, 2004, с.377-423. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2558292C1 (en) * | 2014-09-17 | 2015-07-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук (ИХБФМ СО РАН) | Method of isolating short rna from biological fluids |
RU2585232C1 (en) * | 2015-05-06 | 2016-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "БиоСилика" | Method of extracting micro-rna from biological fluids |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10590465B2 (en) | Enrichment of nucleic acids by complementary capture | |
JP2002541824A (en) | Methods for detecting nucleic acids that are indicators of cancer | |
WO1995016919B1 (en) | Methods and compositions for the detection of colon cancers | |
ES2431301T3 (en) | Procedure for early diagnosis of carcinomas of the cervix | |
EP2210942A1 (en) | Gene associated with liver cancer, and method for determination of the risk of acquiring liver cancer | |
CN108220428B (en) | Composition for detecting gastric cancer, kit and application thereof | |
WO2019075868A1 (en) | Method for detecting brucella infection and applications thereof | |
KR20220032603A (en) | Genetic marker combinations and uses thereof | |
CN110964823A (en) | DNA methylation kit for colorectal cancer detection and detection method | |
KR20110135911A (en) | Biomarker | |
RU2311640C1 (en) | Method for isolating extracellular nucleic acids out of urine | |
JP7331043B2 (en) | Compositions and uses thereof for detecting esophageal cancer | |
CA2451483A1 (en) | Methods for detecting and monitoring cox-2 rna in plasma and serum | |
TWI716882B (en) | Tumor marker, methylation detection reagent, kit and application thereof | |
CN107058305A (en) | One group of nucleotide sequence and the application in EML4 ALK fusion gene quick detections | |
RU2372405C1 (en) | Method of extracting extracellular deoxyribonucleic acid from blood | |
JP2008507261A5 (en) | ||
EP2143806A1 (en) | Method of measuring dna methylation | |
CN108277274A (en) | Composition and application thereof for differentiating pancreatic cancer and chronic pancreatitis | |
Casafont et al. | Granulocyte elastase in cirrhotic patients with spontaneous bacterial peritonitis | |
RU2003125486A (en) | METHOD FOR EARLY DIAGNOSIS OF DISEASES ASSOCIATED WITH DISTURBANCE OF FUNCTIONING OF THE CELL GENETIC APPARATUS | |
JP2021523730A (en) | Tumor markers, methylation detection reagents, kits and their use | |
WO1992020820A1 (en) | Method to determine metastatic potential of tumor cells | |
US9976184B2 (en) | Mutations in pancreatic neoplasms | |
RU2756643C1 (en) | Method for early diagnosis of prostate tumors |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140328 |