RU2639251C1 - Method for estimation of total indicator of aneuploidy and proliferative activity of tumour cells of non-small-cell lung cancer and ovarian cancer using specific dna dye draq7 of new generation - Google Patents

Method for estimation of total indicator of aneuploidy and proliferative activity of tumour cells of non-small-cell lung cancer and ovarian cancer using specific dna dye draq7 of new generation Download PDF

Info

Publication number
RU2639251C1
RU2639251C1 RU2016140514A RU2016140514A RU2639251C1 RU 2639251 C1 RU2639251 C1 RU 2639251C1 RU 2016140514 A RU2016140514 A RU 2016140514A RU 2016140514 A RU2016140514 A RU 2016140514A RU 2639251 C1 RU2639251 C1 RU 2639251C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cells
phases
cell
aneuploidy
proliferative activity
Prior art date
Application number
RU2016140514A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Татьяна Анатольевна Богуш
Евгений Александрович Дудко
Ольга Михайловна Рябинина
Елена Александровна Богуш
Владислав Юрьевич Кирсанов
Александра Сергеевна Тюляндина
Михаил Михайлович Давыдов
Борис Евсеевич Полоцкий
Сергей Алексеевич Тюляндин
Михаил Иванович Давыдов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н.Н. Блохина" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина" Минздрава России)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н.Н. Блохина" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина" Минздрава России) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н.Н. Блохина" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина" Минздрава России)
Priority to RU2016140514A priority Critical patent/RU2639251C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2639251C1 publication Critical patent/RU2639251C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: preparation of a single-cell suspension from tumour samples fixed in 4% formaldehyde solution, staining with a specific DRAQ7 DNA dye, flow cytometer analysis, construction of histograms of cell distribution by intensity of DNA staining in the WinMDI 2.9 program, placement of markers separating the peak corresponding to diploid cells in G0/G1 phases of the cell cycle from aneuploid cells and cells in M, S and G2 phases of the cycle, as well as the total number of cells, calculation of the integral cell index by the formula: I=M2/M1×100%, where I is the integral index of aneuploidy and proliferative activity of cells, M1 is the total number of tumour cells, M2 is the number of cells in the M, S and G2 phases of the cycle, regardless of ploidy, the integral index exceeding 30% indicates an unfavourable outcome and tumor resistance to chemotherapy, the total index value less than 30% indicates a favourable prognosis and sensitivity to chemotherapy.
EFFECT: assessment of the prediction of the disease course and tumour sensitivity to chemotherapy.
4 dwg

Description

Изобретение относится к области медицины, а именно к способам оценки плоидности и пролиферативной активности опухоли при немелкоклеточном раке легкого и раке яичников.The invention relates to medicine, namely to methods for evaluating the ploidy and proliferative activity of a tumor in non-small cell lung cancer and ovarian cancer.

Плоидность опухолей является одним из важных прогностических показателей злокачественных опухолей, как и пролиферативная активность опухоли, оцениваемая по доли клеток, находящихся в S-фазе клеточного цикла.Tumor ploidy is one of the important prognostic indicators of malignant tumors, as well as tumor proliferative activity, estimated by the proportion of cells in the S phase of the cell cycle.

Анеуплоидия опухоли коррелирует с низкой выживаемостью больных тиреоидной карциномой [Pinto А.Е., Silva G., Banito A., Leite V., Soares J. Aneuploidy and high S-phase as biomarkers of poor clinical outcome in poorly differentiated and anaplastic thyroid carcinoma. Oncology Reports 2008, Vol. 20, p. 913-919], а также с агрессивностью течения заболевания и увеличивается на поздних стадиях колоректального рака и рака желудка [Risques R.-A., Moreno V., Marcuello E., Petriz J., Cancelas J. A., Sancho F.J., Torregrosa

Figure 00000001
.,
Figure 00000002
G., Peinado M.A. Redefining the significance of aneuploidy in the prognostic assessment of colorectal cancer. Laboratory investigation 2001, Vol. 81, № 3, p. 307; Tsujimoto H., Sugihara H., Hagiwara A., Hattori T. Amplification of growth factor receptor genes and DNA ploidy pattern in the progression of gastric cancer. Virchows Arch 1997, Vol. 31, p. 383-389]. Показатели лучшей общей и безрецидивной выживаемости выше у пациентов с диплоидными злокачественными опухолями молочной железы [Cornelisse C.J., van de Velde C.J.H, Caspers R.J.C., Moolenaar A.J., Hemans J. DNA ploidy and survival in breast cancer patients. Cytometry 1987, Vol. 8, p. 225-234]. В анеуплоидных злокачественных опухолях молочной железы достоверно повышается количество клеток, находящихся в S-фазе клеточного цикла [M.-L. Jourdan, Ferrero-Pous М., Spyratos F., Romain S., Martin P.-M., Chassevent A. Flow cytometric S-phase fraction measurement in breast carcinoma: influence of software and histogram resolution. Cytometry 2002, Vol. 48, p. 66-70]. У больных раком молочной железы с анеуплоидными опухолями вне зависимости от стадии болезни чаще проявляются рецидивы и метастазы, по сравнению с диплоидными опухолями [Николаева Т.Г. Проточная ДНК-цитометрия в прогнозировании течения опухолевого процесса при некоторых злокачественных новообразованиях человека: Автореф. дис. докт. биол. наук: 14.00.14 / Николаева Т.Г. - Москва, 2003. - 44 с.].Tumor aneuploidy correlates with low survival of thyroid carcinoma patients [Pinto A.E., Silva G., Banito A., Leite V., Soares J. Aneuploidy and high S-phase as biomarkers of poor clinical outcome in poorly differentiated and anaplastic thyroid carcinoma . Oncology Reports 2008, Vol. 20, p. 913-919], as well as with the aggressiveness of the disease and increases in the late stages of colorectal cancer and gastric cancer [Risques R.-A., Moreno V., Marcuello E., Petriz J., Cancelas JA, Sancho FJ, Torregrosa
Figure 00000001
.,
Figure 00000002
G., Peinado MA Redefining the significance of aneuploidy in the prognostic assessment of colorectal cancer. Laboratory investigation 2001, Vol. 81, No. 3, p. 307; Tsujimoto H., Sugihara H., Hagiwara A., Hattori T. Amplification of growth factor receptor genes and DNA ploidy pattern in the progression of gastric cancer. Virchows Arch 1997, Vol. 31, p. 383-389]. Better overall and relapse-free survival rates are higher in patients with diploid breast cancers [Cornelisse CJ, van de Velde CJH, Caspers RJC, Moolenaar AJ, Hemans J. DNA ploidy and survival in breast cancer patients. Cytometry 1987, Vol. 8, p. 225-234]. In aneuploid malignant tumors of the mammary gland, the number of cells in the S phase of the cell cycle significantly increases [M.-L. Jourdan, Ferrero-Pous M., Spyratos F., Romain S., Martin P.-M., Chassevent A. Flow cytometric S-phase fraction measurement in breast carcinoma: influence of software and histogram resolution. Cytometry 2002, Vol. 48, p. 66-70]. In patients with breast cancer with aneuploid tumors, regardless of the stage of the disease, relapses and metastases are more likely to occur, compared with diploid tumors [Nikolaeva T.G. Flow DNA cytometry in predicting the course of the tumor process in some human malignancies: Abstract. dis. Doct. biol. Sciences: 14.00.14 / Nikolaeva T.G. - Moscow, 2003. - 44 p.].

Низкая доля фракции клеток в S-фазе строго коррелирует с лучшей безрецидивной и общей выживаемостью больных раком молочной железы [O'Reilly S.M., Camplejohn R.S., Barnes D.M., Millis R.R., Allen D., Rubens R.D., Richards M.A. DNA index, S-phase fraction, histological grade and prognosis in breast cancer. Br.J. Cancer 1990, Vol. 61, p. 671-674]. Высокая доля фракции клеток в S-фазе в диплоидных опухолях коррелирует с высокой стадией опухолевого процесса, низкой безрецидивной выживаемостью и с низкой общей выживаемостью больных раком молочной железы [Romero Н., Schneider J., Burgos J., Bilbao J., Rodriguez-Escudero F.J. S-phase fraction identifies high-risk subgroups among DNA-diploid breast cancers. Breast Cancer Res Treat. 1996, Vol., 38, №3, p. 265-275].A low proportion of the cell fraction in the S phase correlates strictly with the best relapse-free and overall survival of patients with breast cancer [O'Reilly S.M., Camplejohn R.S., Barnes D.M., Millis R.R., Allen D., Rubens R. D., Richards M.A. DNA index, S-phase fraction, histological grade and prognosis in breast cancer. Br.J. Cancer 1990, Vol. 61, p. 671-674]. A high fraction of the S-phase cell fraction in diploid tumors correlates with a high stage of the tumor process, low disease-free survival and low overall survival of patients with breast cancer [Romero N., Schneider J., Burgos J., Bilbao J., Rodriguez-Escudero Fj S-phase fraction identifies high-risk subgroups among DNA-diploid breast cancers. Breast Cancer Res Treat. 1996, Vol. 38, No. 3, p. 265-275].

Известен способ оценки плоидности опухоли и доли клеток, находящихся в S-фазе клеточного цикла, с помощью проточной цитофлуориметрии [Портной С.М. Рак молочной железы (факторы прогноза и лечение). Дисс. д.м.н. / Портной С.М. - Москва, 1997. - 306 с.].A known method for assessing tumor ploidy and the proportion of cells in the S-phase of the cell cycle using flow cytofluorimetry [Portnoy S.M. Breast cancer (prognosis factors and treatment). Diss. doctor of medical sciences / Tailor S.M. - Moscow, 1997. - 306 p.].

Образец опухолевой ткани, полученный во время операции, измельчают бритвой в чашке Петри в объеме 0,5 мл профильтрованного через 0,45 мкм миллипоровый фильтр Трис-НСl-буфера (рН=7,4) или 0,9% раствора NaCl до получения клеточной суспензии. Клеточную суспензию тщательно перемешивают в течение 3 минут автоматической пипеткой до получения однородной взвеси клеток, затем фильтруют в градуированную центрифужную пробирку сначала через редкий фильтр (поры 500-600 мкм), затем через стандартный нейлоновый фильтр с диаметром пор 100-130 мкм. Далее суспензия фиксируется (если нужно отсрочить проведение исследования) или сразу после окрашивания исследуется на проточном анализаторе. Фиксацию клеток осуществляют двумя методами: к 1-1,5 мл клеточной суспензии добавляют по капле 9 мл холодной (4°С) смеси этанол-ацетон (1:1), все время тщательно пипетируя клеточную взвесь во избежание слипания клеток; по другой методике к 0,5-1,0 мл клеточной суспензии добавляют по капле 96% этанол, при этом суспензия постоянно пипетируется с помощью автоматической пипетки. Концентрация спирта в суспензии постепенно увеличивается до 70%. Пробирки плотно закрывают резиновыми пробками или пленкой Parafilm "М" и после 48-часовой фиксации при 20°С клетки могут быть подвергнуты окраске.A sample of tumor tissue obtained during the operation is ground with a razor in a Petri dish in a volume of 0.5 ml Tris-HCl buffer (pH = 7.4) or 0.9% NaCl solution filtered through a 0.45 μm filter or 0.9% NaCl solution to obtain cell suspensions. The cell suspension is thoroughly mixed for 3 minutes with an automatic pipette until a homogeneous suspension of cells is obtained, then filtered into a graduated centrifuge tube, first through a rare filter (pores 500-600 μm), then through a standard nylon filter with a pore diameter of 100-130 μm. Further, the suspension is fixed (if you need to delay the study) or immediately after staining it is examined on a flow analyzer. The cells are fixed in two ways: to a 1-1.5 ml cell suspension, 9 ml of a cold (4 ° C) ethanol-acetone mixture (1: 1) is added dropwise, all the while carefully pipetting the cell suspension to avoid cell adhesion; according to another method, 96% ethanol is added dropwise to 0.5-1.0 ml of the cell suspension, while the suspension is constantly pipetted using an automatic pipette. The alcohol concentration in the suspension gradually increases to 70%. Tubes are tightly closed with rubber stoppers or Parafilm "M" film and after 48-hour fixation at 20 ° C the cells can be stained.

Окрашивание ДНК осуществляется акридиновым оранжевым либо смесью бромид этидия + митромицин.DNA staining is carried out with acridine orange or a mixture of ethidium bromide + mitromycin.

Индекс плоидности вычисляют как соотношение интенсивности флуоресценции пика G0/G1 опухолевых клеток к интенсивности флуоресценции пика G0/G1 диплоидного стандарта. По соотношениям площадей: пика G0/G1, S-фазы и фаз G2/M вычисляется процентное распределение опухолевых клеток по фазам клеточного цикла. Сумма долей клеток, находящихся в S-фазе и фазах G2/M, обозначается как индекс пролиферативной активности.The ploidy index is calculated as the ratio of the fluorescence intensity of the G0 / G1 peak of tumor cells to the fluorescence intensity of the G0 / G1 peak of the diploid standard. By the ratio of the areas: peak G0 / G1, S-phase and G2 / M phases, the percentage distribution of tumor cells by the phases of the cell cycle is calculated. The sum of the fractions of cells in the S-phase and G2 / M phases is indicated as an index of proliferative activity.

Недостатки способа:The disadvantages of the method:

Данный способ требует значительных временных затрат с применением фиксации опухолевого материала - более 48 часов. Исследование же плоидности и пролиферативной активности опухоли указанным способом без фиксации малоприменим в клинической практике в связи с необходимостью исследования материала сразу же после операции, что даже при незначительном увеличении определенного времени работы с живыми клетками часто приводит к повреждению клеток.This method requires considerable time with the use of fixing tumor material - more than 48 hours. The study of the ploidy and proliferative activity of a tumor in this way without fixation is not applicable in clinical practice due to the need to study the material immediately after surgery, which even with a slight increase in a certain time of work with living cells often leads to cell damage.

Вследствие того, что акридиновый оранжевый и бромид этидия кроме ДНК связываются и с РНК, усложняется аналитический этап: применение ферментов, требующих тестирование их активности; увеличение количества этапов анализа и контролей. Это приводит к увеличению процента неинформативных гистограмм и неправильной диагностике анеуплоидии или высокой пролиферативной активности опухоли.Due to the fact that acridine orange and ethidium bromide besides DNA also bind to RNA, the analytical stage is complicated: the use of enzymes that require testing of their activity; increase in the number of stages of analysis and controls. This leads to an increase in the percentage of uninformative histograms and incorrect diagnosis of aneuploidy or high proliferative activity of the tumor.

Использование нескольких красителей нуклеиновых кислот, что увеличивает количество этапов и усложняет процедуру анализа.The use of several nucleic acid dyes, which increases the number of steps and complicates the analysis procedure.

Существующие алгоритмы математической обработки данных результатов окрашивания ДНК не унифицированы и не позволяют получить сопоставимые межлабораторные результаты анализа фаз клеточного цикла отдельно от анеуплоидных клеток. Использование даже одной программы в разных лабораториях может привести к различному диагнозу при исследовании плоидности и пролиферативной активности одной и той же опухоли.Existing algorithms for the mathematical processing of data from DNA staining results are not unified and do not allow obtaining comparable interlaboratory results of the analysis of the phases of the cell cycle separately from aneuploid cells. The use of even one program in different laboratories can lead to a different diagnosis in the study of ploidy and proliferative activity of the same tumor.

Расчет раздельно трех показателей по гистограмме распределения клеток по окрашиванию ДНК приводит к усложнению анализа, из-за чего значительно повышается процент ошибки определения количества клеток в разных фазах клеточного цикла и анеуплоидных клеток.The calculation of three indicators separately from the histogram of the distribution of cells by DNA staining complicates the analysis, which significantly increases the percentage of errors in determining the number of cells in different phases of the cell cycle and aneuploid cells.

Недостатком также является отсутствие анализа показателя, включающего суммарную фракцию клеток, ассоциированных с плохим прогнозом.The disadvantage is the lack of analysis of the indicator, including the total fraction of cells associated with a poor prognosis.

Задачей изобретения является создание нового способа оценки плоидности опухоли и чувствительности к химиотерапии в ткани немелкоклеточного рака легкого и рака яичников с помощью интегрального показателя анеуплоидии и пролиферативной активности опухоли, позволяющего количественно оценивать объединенную фракцию клеток, определяющих прогноз заболевания: анеуплоидные клетки и клетки в М, S и G2 фазах клеточного цикла независимо от плоидности опухоли.The objective of the invention is to provide a new method for evaluating tumor ploidy and chemotherapy sensitivity in non-small cell lung cancer and ovarian cancer tissue using an integral indicator of aneuploidy and proliferative activity of the tumor, which allows to quantify the combined fraction of cells that determine the prognosis of the disease: aneuploid cells and cells in M, S and G 2 phases of the cell cycle regardless of tumor ploidy.

Технический результат изобретения заключается в том, что заявляемый способ позволяет оценить прогноз течения и чувствительности к химиотерапии на основе интегрального показателя - количественного анализа в опухолевой ткани суммарной фракции клеток, определяющих прогноз заболевания: анеуплоидные клетки и клетки в М, S и G2 фазах клеточного цикла, а также оценить чувствительность опухоли к химиотерапии. Способ требует небольших временных затрат - около 1,5 часов и небольшое количество манипуляций. Изначальная фиксация операционного образца только в 4% растворе формальдегида обеспечивает безошибочное проведение преданалитического этапа. В результате достигается высокий процент «информативных» гистограмм. Расчет одного показателя вместо трех упрощает анализ, делает его строго количественным и позволяет сравнивать данные разных лабораторий, что приводит к улучшению межлабораторной воспроизводимости результатов. Задача решается тем, что:The technical result of the invention is that the claimed method allows to evaluate the prognosis of the course and sensitivity to chemotherapy based on an integral indicator - a quantitative analysis of the total fraction of cells in the tumor tissue that determine the prognosis of the disease: aneuploid cells and cells in the M, S and G 2 phases of the cell cycle as well as evaluate the sensitivity of the tumor to chemotherapy. The method requires little time - about 1.5 hours and a small number of manipulations. The initial fixation of the operating sample in only 4% formaldehyde solution ensures an error-free pre-analytical stage. As a result, a high percentage of "informative" histograms is achieved. The calculation of one indicator instead of three simplifies the analysis, makes it strictly quantitative and allows you to compare data from different laboratories, which leads to improved interlaboratory reproducibility of the results. The problem is solved in that:

Образец опухоли фиксируют в 4% растворе формальдегида, готовят одноклеточную суспензию, окрашивают специфическим красителем ДНК нового поколения DRAQ7, проводят анализ на проточном цитофлуориметре, строят гистограммы распределения клеток по интенсивности окрашивания ДНК в программе WinMDI 2.9, расставляют маркеры, отделяющие пики диплоидных клеток в G0/G1 фазах клеточного цикла от анеуплоидных и клеток в М, S и G2 фазах цикла, делят количество анеуплоидных клеток и клеток в М, S и G2 фазах клеточного цикла на суммарное число клеток, рассчитывают суммарный показатель процента клеток, ассоциированных с неблагоприятным прогнозом. Превышение интегральным показателем 30% указывает на неблагоприятный прогноз заболевания и резистентность опухоли к химиотерапии, значение суммарного показателя менее 30% указывает на благоприятный прогноз и чувствительность опухоли к химиотерапии.The tumor sample is fixed in a 4% formaldehyde solution, a single-celled suspension is prepared, stained with a specific new generation DNA stain DRAQ7, a flow cytometer is analyzed, histograms of the distribution of DNA staining by WinMDI 2.9 are plotted, markers are placed that separate the peaks of diploid cells in G0 / G1 phases of the cell cycle from aneuploid and cells in the M, S and G2 phases of the cycle, divide the number of aneuploid cells and cells in M, S and G2 phases of the cell cycle by the total number of cells, calculate the sums the ary indicator of the percentage of cells associated with an unfavorable prognosis. Exceeding the integral indicator of 30% indicates an unfavorable prognosis of the disease and the resistance of the tumor to chemotherapy, the value of the total indicator of less than 30% indicates a favorable prognosis and sensitivity of the tumor to chemotherapy.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Приготовление одноклеточной суспензии из операционных образцовPreparation of unicellular suspension from operating samples

Образец опухолевой ткани помещали в 4% раствор формальдегида в фосфатном буфере рН=7,4. Фиксированную опухолевую ткань разрезали ножницами на мелкие кусочки объемом менее 1 мм3 в чашке Петри и добавляли в полученную кашицу раствор Версена. Затем инкубировали в течение 30 мин в термостате при t= +37°C. После инкубации содержимое чашки Петри гомогенизировали в цилиндрическом стеклянном гомогенизаторе и переносили в пробирку объемом 50 мл, доводя фосфатным буфером рН=7,4 объем жидкости до 40 мл. Далее проводили фильтрацию суспензии с помощью фильтра с диаметром пор 40 мкм, центрифугировали в течение 10 мин при 3 тыс. об/мин. Надосадочную жидкость удаляли пипеткой, а осадок ресуспендировали в 3-7 мл раствора фосфатного буфера рН=7,4. Количество клеток в полученной суспензии подсчитывали в камере Горяева.A sample of tumor tissue was placed in a 4% solution of formaldehyde in phosphate buffer pH = 7.4. The fixed tumor tissue was cut with scissors into small pieces of less than 1 mm 3 in a petri dish and the resulting slurry was added to a solution of Versene. Then they were incubated for 30 min in a thermostat at t = + 37 ° C. After incubation, the contents of the Petri dish were homogenized in a cylindrical glass homogenizer and transferred to a 50 ml tube, adjusting the volume of liquid to 40 ml with a phosphate buffer pH = 7.4. Next, the suspension was filtered using a filter with a pore diameter of 40 μm, centrifuged for 10 min at 3 thousand rpm. The supernatant was removed with a pipette, and the precipitate was resuspended in 3-7 ml of a solution of phosphate buffer pH = 7.4. The number of cells in the resulting suspension was counted in a Goryaev chamber.

Окрашивание клеток специфическим красителем ДНК DRAQ7 для определения плоидности и количества клеток в М, S и G2 фазах клеточного циклаStaining of cells with specific DRAQ7 DNA stain to determine the ploidy and number of cells in the M, S and G 2 phases of the cell cycle

Окрашивание проводили в 100 мкл одноклеточной суспензии с концентрацией 400 тыс. клеток/мл. Для отмывания клеток от формальдегида к суспензии клеток в пробирке для проточного цитофлуориметра добавляли фосфатный буферный раствор рН=7,4 до 3 мл. Затем центрифугировали в течение 5 мин со скоростью 3 тыс. об/мин, отбирали надосадочную жидкость, оставляя 100 мкл раствора и перемешивали пипетированием. После этого добавляли краситель ДНК DRAQ7 до конечной концентрации 5 мкМ и перемешивали встряхиванием. Инкубировали в течение 5 мин при комнатной температуре.Staining was carried out in 100 μl of a single-cell suspension with a concentration of 400 thousand cells / ml. To wash cells from formaldehyde, a phosphate buffer solution pH = 7.4 to 3 ml was added to the cell suspension in a tube for a flow cytometer. Then it was centrifuged for 5 min at a speed of 3 thousand rpm, the supernatant was taken, leaving 100 μl of the solution and mixed by pipetting. Thereafter, DRAQ7 DNA dye was added to a final concentration of 5 μM and mixed by shaking. Incubated for 5 min at room temperature.

Измерение флуоресценции проводили на проточном цитофлуориметре при λех=633 нм, λем=755 нм и более. Число анализируемых событий - 10 тыс. Анализ гистограмм проводили с помощью программы WinMDI 2.9.Fluorescence was measured on a flow cytometer at λ ex = 633 nm, λem = 755 nm or more. The number of events analyzed was 10 thousand. The histogram analysis was carried out using the WinMDI 2.9 program.

Расчет интегрального показателя анеуплоидии и пролиферативной активности опухолиCalculation of the integral indicator of aneuploidy and proliferative activity of the tumor

Для оценки интегрального показателя анеуплоидии и пролиферативной активности клеток проводили анализ гистограммы распределения клеток по интенсивности окрашивания опухолевых клеток специфическим красителем ДНК DRAQ7. При этом на гистограмме устанавливали маркеры, отделяющие пик, соответствующий диплоидным клеткам в G0/G1 фазах клеточного цикла от остальных - анеуплоидных и клеток в М, S и G2 фазах цикла независимо от плоидности. Это позволило разделить опухолевые клетки на две части, имеющие разное прогностическое значение, и подсчитать их количество. Путем деления количества анеуплоидных клеток и клеток в М, S и G2 фазах клеточного цикла на общее число клеток рассчитывали интегральный показатель клеток, ассоциированных с неблагоприятным прогнозом заболевания. Порог интегрального показателя принимали за 30%, так как при таком значении достигается значительное статистически достоверное разделение по прогнозу (р<0,05, по критерию Стьюдента для групп с нормальным распределением и по критерию Манна-Уитни для групп с ненормальным распределением признака).To evaluate the integral indicator of aneuploidy and proliferative activity of cells, we analyzed the histogram of the distribution of cells by the intensity of staining of tumor cells with specific DRAQ7 DNA stain. In this case, markers were set on the histogram that separated the peak corresponding to diploid cells in the G0 / G1 phases of the cell cycle from the rest, aneuploid cells and cells in the M, S, and G 2 phases of the cycle, regardless of ploidy. This allowed us to divide the tumor cells into two parts with different prognostic value, and to calculate their number. By dividing the number of aneuploid cells and cells in the M, S and G 2 phases of the cell cycle by the total number of cells, the integral index of cells associated with an unfavorable prognosis of the disease was calculated. The threshold of the integral indicator was taken as 30%, since with this value a significant statistically significant separation is achieved according to the forecast (p <0.05, by the Student criterion for groups with a normal distribution and by the Mann-Whitney criterion for groups with an abnormal distribution of a sign).

Расчет интегрального показателя анеуплоидии и пролиферативной активностиCalculation of the integral indicator of aneuploidy and proliferative activity

I=M2/M1×100%,I = M2 / M1 × 100%,

где I - интегральный показатель анеуплоидии и пролиферативной активности клеток,where I is an integral indicator of aneuploidy and proliferative activity of cells,

M1 - суммарное количество опухолевых клеток,M1 is the total number of tumor cells,

М2 - количество клеток в фазах М, S и G2 фазах цикла независимо от плоидности.M2 - the number of cells in the phases M, S and G 2 phases of the cycle, regardless of ploidy.

Значение порога рассчитывается с помощью статистической обработки всех полученных значений процента клеток в М, S и G2 фазах цикла независимо от плоидности и определения медианы.The threshold value is calculated by statistical processing of all obtained values of the percentage of cells in the M, S and G 2 phases of the cycle, regardless of ploidy and determining the median.

Формула расчета порога интегрального показателя анеуплоидии и пролиферативной активности клеток для ряда данных, содержащих нечетное количество значенийThe formula for calculating the threshold of the integral indicator of aneuploidy and proliferative activity of cells for a series of data containing an odd number of values

MI=x N+1/2 M I = x N + 1/2

где I - интегральный показатель анеуплоидии и пролиферативной активности клеток,where I is an integral indicator of aneuploidy and proliferative activity of cells,

MI - значение порога, разделяющего низкий и высокий уровни I,M I - the value of the threshold separating the low and high levels of I,

N - номер значений I в ряду, отсортированного по увеличению значений,N is the number of I values in a row, sorted by increasing values,

х N+1/2 - значение показателя интегрального показателя анеуплоидии и пролиферативной активности клеток с номером N+1/2.x N + 1/2 - the value of the integral indicator of aneuploidy and proliferative activity of cells with the number N + 1/2 .

Формула расчета порога интегрального показателя анеуплоидии и пролиферативной активности клеток для ряда данных, содержащих четное количество значенийThe formula for calculating the threshold of the integral indicator of aneuploidy and proliferative activity of cells for a series of data containing an even number of values

MI=xN/2+x N/2+1/2M I = x N / 2 + x N / 2 + 1/2

где I - интегральный показатель анеуплоидии и пролиферативной активности клеток,where I is an integral indicator of aneuploidy and proliferative activity of cells,

MI - значение порога, разделяющего низкий и высокий уровни I,M I - the value of the threshold separating the low and high levels of I,

N - номер значений I в ряду, отсортированного по увеличению значений,N is the number of I values in a row, sorted by increasing values,

х N/2 - значение показателя интегрального показателя анеуплоидии и пролиферативной активности клеток с номером N2,x N / 2 - the value of the integral indicator of aneuploidy and proliferative activity of cells with the number N2 ,

х N+1/2 - значение показателя интегрального показателя анеуплоидии и пролиферативной активности клеток с номером N+1/2.x N + 1/2 - the value of the integral indicator of aneuploidy and proliferative activity of cells with the number N + 1/2 .

Превышение интегрального показателя 30% указывало на неблагоприятный прогноз заболевания и позволяет диагностировать опухоли, имеющие агрессивное течение (плоскоклеточный рак легкого). Значения интегрального показателя менее 30% позволяло диагностировать опухоли с более благоприятным прогнозом (аденокарциномы легкого).Exceeding the integral indicator of 30% indicated an unfavorable prognosis of the disease and allows us to diagnose tumors with an aggressive course (squamous cell lung cancer). Values of an integral index of less than 30% made it possible to diagnose tumors with a more favorable prognosis (lung adenocarcinoma).

Изобретение иллюстрируется фиг. 1-4.The invention is illustrated in FIG. 1-4.

На фиг. 1 представлено распределение всех значений интегрального показателя анеуплоидии и пролиферативной активности клеток в тканях немелкоклеточного рака легкого (НМРЛ) и рака яичников (РЯ). Горизонтальные линии отделяют минимальные и максимальные значения показателя I, а выделенное квадратом значение 30% является порогом, разделяющим низкий и высокий уровни.In FIG. Figure 1 shows the distribution of all values of the integral indicator of aneuploidy and proliferative activity of cells in the tissues of non-small cell lung cancer (NSCLC) and ovarian cancer (RV). The horizontal lines separate the minimum and maximum values of the indicator I, and the value highlighted by the square 30% is a threshold separating the low and high levels.

На фиг. 2 (А-Г) представлены гистограммы распределения интенсивности окрашивания ДНК. На фиг. 2 (А-Г) по оси абсцисс - интенсивность окрашивания ДНК, по оси ординат - количество клеток. Фигурной скобкой выделены клетки, составляющие интегральный показатель анеуплоидных клеток и клеток в М, S и G2 фазах цикла независимо от плоидности. На фиг. 2 (А-Б) - пример оценки интегрального показателя в немелкоклеточном раке легкого, на фиг. 2 (В-Г) - в раке яичников. Маркер M1 - общее количество клеток, М2 количество клеток, составляющих интегральный показатель, который рассчитывается путем деления М2 на M1. На фиг. 2 (А) интегральный показатель I=62%; на фиг. 2 (Б) интегральный показатель I=20%; на фиг. 2 (В) интегральный показатель I=76%; на фиг. 2 (Г) интегральный показатель I=23%.In FIG. 2 (A-D) presents histograms of the distribution of the intensity of DNA staining. In FIG. 2 (A-D) along the abscissa axis - the intensity of DNA staining, along the ordinate axis - the number of cells. The braces highlight the cells that make up the integral indicator of aneuploid cells and cells in the M, S and G 2 phases of the cycle, regardless of ploidy. In FIG. 2 (A-B) is an example of an assessment of an integral indicator in non-small cell lung cancer, in FIG. 2 (V-G) - in ovarian cancer. Marker M1 - the total number of cells, M2 the number of cells that make up the integral indicator, which is calculated by dividing M2 by M1. In FIG. 2 (A) integral indicator I = 62%; in FIG. 2 (B) integral indicator I = 20%; in FIG. 2 (B) integral indicator I = 76%; in FIG. 2 (D) integral indicator I = 23%.

На фиг. 3 представлена частота встречаемости низкого значения интегрального показателя анеуплоидии и пролиферативной активности опухоли (значение показателя менее 30%) в чувствительных (1) и резистентных (2) к терапии, включающей карбоплатин и паклитаксел, случаев серозной аденокарциномы рака яичников. На фиг. 3 по оси абсцисс - группы больных раком яичников чувствительных (1) n=30 и резистентных (2) n=30 к терапии, включающей карбоплатин и паклитаксел, по оси ординат - частота встречаемости низкого (значение показателя менее 30%) значения интегрального показателя анеуплоидии и пролиферативной активности опухоли. Показано, что в группе чувствительных опухолей процент низких значений интегрального показателя значительно превышает значение этого параметра в группе резистентных опухолей (90,0% и 30,0% соответственно, р=0,01).In FIG. Figure 3 shows the frequency of occurrence of a low integral index of aneuploidy and proliferative activity of the tumor (indicator value less than 30%) in sensitive (1) and resistant (2) to therapy, including carboplatin and paclitaxel, cases of serous adenocarcinoma of ovarian cancer. In FIG. 3 along the abscissa axis - groups of patients with ovarian cancer sensitive (1) n = 30 and resistant (2) n = 30 to therapy, including carboplatin and paclitaxel, along the ordinate axis - the frequency of occurrence of low (value of the indicator less than 30%) of the integral indicator of aneuploidy and proliferative activity of the tumor. It was shown that in the group of sensitive tumors, the percentage of low values of the integral index significantly exceeds the value of this parameter in the group of resistant tumors (90.0% and 30.0%, respectively, p = 0.01).

На фиг. 4 представлена частота встречаемости низкого значения интегрального показателя анеуплоидии и пролиферативной активности опухоли (значение показателя менее 30%) в различных по прогнозу типах немелкоклеточного рака легкого - аденокарциноме и плоскоклеточном раке. На фиг. 4 по оси абсцисс - гистологические типы рака легкого: аденокарцинома (1) n=30 и плоскоклеточный рак (2) n=30; по оси ординат - процент встречаемости низкого (значение показателя менее 30%) значения интегрального показателя анеуплоидии и пролиферативной активности опухоли. Показано, что низкие значения интегрального показателя значительно чаще встречаются в аденокарциноме (70,0%) по сравнению с плоскоклеточным раком легкого (10,0%) с достоверностью р=0,02.In FIG. Figure 4 shows the frequency of occurrence of a low integral index of aneuploidy and proliferative activity of the tumor (indicator value less than 30%) in various types of non-small cell lung cancer predicted — adenocarcinoma and squamous cell carcinoma. In FIG. 4 along the abscissa axis - histological types of lung cancer: adenocarcinoma (1) n = 30 and squamous cell cancer (2) n = 30; along the ordinate axis, the percentage of low (the value of the indicator is less than 30%) value of the integral indicator of aneuploidy and proliferative activity of the tumor. It was shown that low values of the integral indicator are much more common in adenocarcinoma (70.0%) compared with squamous cell carcinoma of the lung (10.0%) with a reliability of p = 0.02.

Claims (5)

Способ оценки суммарного показателя анеуплоидии и пролиферативной активности опухолевых клеток немелкоклеточного рака легкого и рака яичников с использованием специфического красителя ДНК нового поколения DRAQ7, включающий приготовление одноклеточной суспензии из фиксированных в 4% растворе формальдегида образцов опухолей, окраску специфическим красителем ДНК DRAQ7, проведение анализа на проточном цитофлуориметре, построение гистограмм распределения клеток по интенсивности окрашивания ДНК в программе WinMDI 2.9, расстановку маркеров, отделяющих пик, соответствующий диплоидным клеткам в G0/G1 фазах клеточного цикла от анеуплоидных и клеток в М, S и G2 фазах цикла, а также суммарное число клеток, расчет интегрального показателя клеток по формуле:A method for assessing the total aneuploidy and proliferative activity of tumor cells of non-small cell lung cancer and ovarian cancer using a specific new generation of DNA stain DRAQ7, comprising preparing a single-cell suspension from tumor samples fixed in a 4% formaldehyde solution, staining with a specific DRAQ7 DNA stain, analysis using flow cytometer , plotting histograms of cell distribution by DNA staining intensity in WinMDI 2.9, marker placement, select -governing peak corresponding diploid cells in the G0 / G1 phases of the cell cycle from aneuploid and cells in M, S and G2 phases of the cycle, and the total number of cells, cell integral index calculation by the formula: I=М2/М1×100%,I = M2 / M1 × 100%, где I - интегральный показатель анеуплоидии и пролиферативной активности клеток,where I is an integral indicator of aneuploidy and proliferative activity of cells, M1 - суммарное количество опухолевых клеток,M1 is the total number of tumor cells, М2 - количество клеток в фазах М, S и G2 фазах цикла независимо от плоидности, при этом превышение интегральным показателем 30% указывает на неблагоприятный прогноз заболевания и резистентность опухоли к химиотерапии, значение суммарного показателя менее 30% указывает на благоприятный прогноз и чувствительность к химиотерапии.M2 is the number of cells in the M, S, and G2 phases of the cycle, irrespective of ploidy, while an excess of 30% indicates an unfavorable prognosis of the disease and tumor resistance to chemotherapy, a value of less than 30% indicates a favorable prognosis and sensitivity to chemotherapy.
RU2016140514A 2016-10-14 2016-10-14 Method for estimation of total indicator of aneuploidy and proliferative activity of tumour cells of non-small-cell lung cancer and ovarian cancer using specific dna dye draq7 of new generation RU2639251C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016140514A RU2639251C1 (en) 2016-10-14 2016-10-14 Method for estimation of total indicator of aneuploidy and proliferative activity of tumour cells of non-small-cell lung cancer and ovarian cancer using specific dna dye draq7 of new generation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016140514A RU2639251C1 (en) 2016-10-14 2016-10-14 Method for estimation of total indicator of aneuploidy and proliferative activity of tumour cells of non-small-cell lung cancer and ovarian cancer using specific dna dye draq7 of new generation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2639251C1 true RU2639251C1 (en) 2017-12-20

Family

ID=60718633

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016140514A RU2639251C1 (en) 2016-10-14 2016-10-14 Method for estimation of total indicator of aneuploidy and proliferative activity of tumour cells of non-small-cell lung cancer and ovarian cancer using specific dna dye draq7 of new generation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2639251C1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2431670C1 (en) * 2010-04-01 2011-10-20 Учреждение Российской академии медицинских наук Гематологический научный центр РАМН Method of immunochemical evaluation of human lymphocyte proliferation by means of new marker - nucleolar protein a3

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2431670C1 (en) * 2010-04-01 2011-10-20 Учреждение Российской академии медицинских наук Гематологический научный центр РАМН Method of immunochemical evaluation of human lymphocyte proliferation by means of new marker - nucleolar protein a3

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БЫЧКОВА Н.В. Анеуплоидия и особенности пролиферации клеток рака различного происхождения (эктодермального, энтеродермального, мюллерова) по данным проточной цитометрии ДНК. Авто диссертации. Санкт-Петербург, 1997. НИКОЛАЕВА Т.Г. Проточная ДНК-цитометрия в прогнозировании течения опухолевого процесса при некоторых злокачественных новообразованиях человека. Авто диссертации. Москва, 2003. *
БЫЧКОВА Н.В. Анеуплоидия и особенности пролиферации клеток рака различного происхождения (эктодермального, энтеродермального, мюллерова) по данным проточной цитометрии ДНК. Автореферат диссертации. Санкт-Петербург, 1997. НИКОЛАЕВА Т.Г. Проточная ДНК-цитометрия в прогнозировании течения опухолевого процесса при некоторых злокачественных новообразованиях человека. Автореферат диссертации. Москва, 2003. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Penault-Llorca et al. Ki67 assessment in breast cancer: an update
Yeung et al. Estrogen, progesterone, and HER2/neu receptor discordance between primary and metastatic breast tumours—a review
JP6580546B2 (en) Compositions and methods for predicting drug sensitivity, drug resistance and disease progression
Yerushalmi et al. Ki67 in breast cancer: prognostic and predictive potential
Gribben How I treat CLL up front
Pinzani et al. Isolation by size of epithelial tumor cells in peripheral blood of patients with breast cancer: correlation with real-time reverse transcriptase–polymerase chain reaction results and feasibility of molecular analysis by laser microdissection
Smerage et al. Monitoring apoptosis and Bcl-2 on circulating tumor cells in patients with metastatic breast cancer
JP6449765B2 (en) Method for quantifying immune cells in tumor tissue and its application
Cui et al. Prognostic value of circulating tumor cells and disseminated tumor cells in patients with ovarian cancer: a systematic review and meta-analysis
CN105189783A (en) Method for identifying the quantitative cellular composition in a biological sample
Xu-Welliver et al. Blood-based biomarkers in lung cancer: prognosis and treatment decisions
JP2008533487A (en) Methods to predict progression-free and overall survival at each follow-up period point during therapy for patients with metastatic breast cancer using circulating tumor cells
WO2022012280A1 (en) Peripheral blood tcr marker for lung cancer, detection kit therefor and application thereof
JP7350747B2 (en) Predicting response to immunotherapy
Bagaria et al. Association between programmed death-ligand 1 expression and the vascular endothelial growth factor pathway in angiosarcoma
Serrano et al. Detection of circulating tumor Cells in the context of treatment: Prognostic value in breast cancer patients
De Groot et al. Strong CD8+ lymphocyte infiltration in combination with expression of HLA class I is associated with better tumor control in breast cancer patients treated with neoadjuvant chemotherapy
Aoyama et al. A comparison of HER2/neu gene amplification and its protein overexpression between primary breast cancer and metastatic lymph nodes
Skarlos et al. Triple-negative phenotype is of adverse prognostic value in patients treated with dose-dense sequential adjuvant chemotherapy: a translational research analysis in the context of a Hellenic Cooperative Oncology Group (HeCOG) randomized phase III trial
Zhang et al. Association of chemotactic factor receptor 5 gene with breast cancer
Dou et al. PDCD4 as a predictor of sensitivity to neoadjuvant chemoradiotherapy in locally advanced rectal cancer patients
Rubino et al. Prognostic molecular biomarkers in chordomas: A systematic review and identification of clinically usable biomarker panels
RU2639251C1 (en) Method for estimation of total indicator of aneuploidy and proliferative activity of tumour cells of non-small-cell lung cancer and ovarian cancer using specific dna dye draq7 of new generation
Cohen et al. Gene expression profiling of circulating tumor cells captured by MicroCavity Array is superior to enumeration in demonstrating therapy response in patients with newly diagnosed advanced and locally advanced non-small cell lung cancer
CN113759132B (en) Models, products, and methods for predicting prognosis of endometrial cancer