RU2805811C1 - Method of diagnosing renal cell carcinoma by presence of arrestin and recoverin visual proteins in urine - Google Patents

Method of diagnosing renal cell carcinoma by presence of arrestin and recoverin visual proteins in urine Download PDF

Info

Publication number
RU2805811C1
RU2805811C1 RU2022115567A RU2022115567A RU2805811C1 RU 2805811 C1 RU2805811 C1 RU 2805811C1 RU 2022115567 A RU2022115567 A RU 2022115567A RU 2022115567 A RU2022115567 A RU 2022115567A RU 2805811 C1 RU2805811 C1 RU 2805811C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
arrestin
urine
recoverin
proteins
cell carcinoma
Prior art date
Application number
RU2022115567A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Михайлович Шляпников
Екатерина Андреевна Малахова
Андрей Александрович ЗАМЯТНИН
Евгений Юрьевич Зерний
Наталья Валерьяновна Потолдыкова
Яна Андреевна Светочева
Андрей Зиновьевич Винаров
Елена Андреевна Шляпникова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической и экспериментальной биофизики Российской академии наук (ИТЭБ РАН)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической и экспериментальной биофизики Российской академии наук (ИТЭБ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической и экспериментальной биофизики Российской академии наук (ИТЭБ РАН)
Application granted granted Critical
Publication of RU2805811C1 publication Critical patent/RU2805811C1/en

Links

Abstract

FIELD: medicine; oncology; clinical biochemistry.
SUBSTANCE: invention can be used for the diagnosis of renal cell carcinoma by determining the presence of one of the visual proteins in the urine: arrestin 1 or recoverin. Arrestin 1 and recoverin can be determined by immunochemical detection methods using microarray analysis, which can be carried out using superparamagnetic particles for signal detection.
EFFECT: method provides the possibility of minimally invasive early diagnosis of renal cell carcinoma by determining the presence of arrestin 1 and recoverin proteins in the urine of patients with suspected pathology using immunochemical detection methods.
3 cl, 3 dwg, 2 ex

Description

Изобретение относится к области медицины, а именно онкологии и клинической биохимии. Изобретение может быть использовано для ранней диагностики почечно-клеточной карциномы по наличию зрительных белков аррестина и рековерина в образцах мочи пациентов с применением иммунохимических методов детекции. The invention relates to the field of medicine, namely oncology and clinical biochemistry. The invention can be used for early diagnosis of renal cell carcinoma by the presence of visual proteins arrestin and recoveryin in patient urine samples using immunochemical detection methods.

1. Как и при других видах онкологических заболеваний, своевременное выявление болезни и местное хирургическое лечение почечно-клеточной карциномы (ПКК) может привести к полному выздоровлению больных. Однако, в настоящее время не существует методов ранней диагностики ПКК. Основными причинами являются сильная гетерогенность опухоли и высокая инвазивность процедуры биопсии (Т.С. Ngo, C.G. Wood, J.A. Karam, Biomarkers of renal cell carcinoma, Urologic oncology, 32 (2014) 243-251, doi: 10.1016/j.urolonc.2013.07.011). В настоящее время в качестве диагностических, прогностических и предиктивных биомаркеров ПКК предложены различные белково-тканевые и генетические маркеры (Halabi S, Yang Q, Carmack A, et al. Tissue based biomarkers in non-clear cell RCC: Correlative analysis from the ASPEN clinical trial. Kidney Cancer J. 2021;19(3):64-72, doi: 10.52733/kcj19n3-a1; Li F, Aljahdali IAM, Zhang R, et al. Kidney cancer biomarkers and targets for therapeutics: survivin (BIRC5), XIAP, MCL-1, HIFlalpha, HIF2alpha, NRF2, MDM2, MDM4, p53, KRAS and АКТ in renal cell carcinoma. J. Exp Clin Cancer Res. 2021;40(1):254, doi: 10.1186/s 13046-021-02026-1; Gulati S, Vogelzang NJ. Biomarkers in renal cell carcinoma: Are we there yet? Asian J Urol. 2021;8(4):362-75, doi: 10.1016/j.ajur.2021.05.013.), которые, однако, не нашли пока применения в клинической практике. Одним из подходов для улучшения диагностики может быть поиск новых неинвазивных биомаркеров, представленных в жидкой биопсии, и более чувствительных методов их детекции. Наиболее перспективными кажутся белковые мочевые маркеры, поскольку моча обычно содержит намного меньше общего белка по сравнению с кровью и легко получить образцы для анализа, что важно при проведении крупномасштабного скрининга. Кроме того, учитывая, что моча находится в непосредственном контакте с опухолью при урологических онкозаболеваниях, можно ожидать повышенной эффективности таких биомаркеров. На сегодняшний день мочевые биомаркеры ПКК подробно описаны в книге Дакубо (Dakubo, G.D. (2019) Cancer Biomarkers in Body Fluids (Biomarkers in Proximal Fluids). ISBN: 978-3-030-24723-2, doi: 10.1007/978-3-030-24725-6) и в недавно опубликованных обзорах, например, Флиткрофта и др. (Flitcroft, J.G., Verheyen, J., Vemulkar, Т., Welbourne, E.N., Rossi, S.H., Welsh, S.J., et al. (2022) Early detection of kidney cancer using urinary proteins: a truly non-invasive strategy, BJU Int., 129(3), 290-303, doi: 10.1111/bju. 15601). Из многочисленных мочевых биомаркеров аквапорин-1 с перилипином-2 (PLIN2), карбоангидраза IX (CAIX), белок, ингибирующий Raf-киназу (RKIP), белок ядерного матрикса-22, белок 14-3-3 β/α и липокалин, ассоциированный с нейтрофильной желатиназой, считаются наиболее перспективными в диагностике рака почки. В настоящее время также представляет интерес характеристика методов детекции мочевых биомаркеров. В большинстве случаев используются наборы ИФА. Однако для повышения чувствительности применяли Вестерн-блоттинг, например, для обнаружения PLIN2 (Morrissey, J.J., Mellnick, V.M., Luo, J., et al. (2015) Evaluation of urine aquaporin-1 and perilipin-2 concentrations as biomarkers to screen for renal cell carcinoma: a prospective cohort study, JAMA Oncol, 1(2), 204-12, doi: 10.1001/jamaoncol.2015.0213). В дальнейшей работе Моррисей с соавт. показали, что PLIN2 в моче может быть надежно обнаружен с помощью биоплазмонного анализа на бумаге (Hu, R., Gupta, R., Wang, Z., Wang, С, Sun, H., Singamaneni, S., et al. (2019) Bioplasmonic paper-based assay for perilipin-2 non-invasively detects renal cancer, Kidney Int., 96(6), 1417-1421, doi: 10.1016/j.kint.2019.08.020). Для идентификации РКИП применяли масс-спектрометрию (Papale, М., Vocino, G., Lucarelli, G., Rutigliano, M., Gigante, M., Rocchetti, M.T., et al. (2017) Urinary RKIP/p-RKIP is a potential diagnostic and prognostic marker of clear cell renal cell carcinoma, Oncotarget, 8(25), 40412-40424, doi: 10.18632/oncotarget. 16341). В дополнение к упомянутым маркерам, в моче открыты белки, которые были идентифицированы как биомаркеры ПКК, с использованием других методов, например, жидкостной хроматографии в сочетании с масс-спектрометрией (Di Meo, A., Batruch, I., Brown, M.D., Yang, С., Finelli, A., Jewett, М.А., et al. (2020) Searching for prognostic biomarkers for small renal masses in the urinary proteome, Int J Cancer, 146(8):2315-2325, doi: 10.1002/ijc.32650).1. As with other types of cancer, timely detection of the disease and local surgical treatment of renal cell carcinoma (RCC) can lead to complete recovery of patients. However, there are currently no methods for early diagnosis of SCC. The main reasons are the strong heterogeneity of the tumor and the high invasiveness of the biopsy procedure (T.S. Ngo, C.G. Wood, J.A. Karam, Biomarkers of renal cell carcinoma, Urologic oncology, 32 (2014) 243-251, doi: 10.1016/j.urolonc.2013.07 .011). Currently, various protein-tissue and genetic markers have been proposed as diagnostic, prognostic and predictive biomarkers of RCC (Halabi S, Yang Q, Carmack A, et al. Tissue based biomarkers in non-clear cell RCC: Correlative analysis from the ASPEN clinical trial Kidney Cancer J. 2021;19(3):64-72, doi: 10.52733/kcj19n3-a1; Li F, Aljahdali IAM, Zhang R, et al. Kidney cancer biomarkers and targets for therapeutics: survivin (BIRC5), XIAP , MCL-1, HIFlalpha, HIF2alpha, NRF2, MDM2, MDM4, p53, KRAS and AKT in renal cell carcinoma. J. Exp Clin Cancer Res. 2021;40(1):254, doi: 10.1186/s 13046-021- 02026-1; Gulati S, Vogelzang NJ. Biomarkers in renal cell carcinoma: Are we there yet? Asian J Urol. 2021;8(4):362-75, doi: 10.1016/j.ajur.2021.05.013.), which, however, have not yet found application in clinical practice. One approach to improve diagnostics may be the search for new non-invasive biomarkers presented in liquid biopsies and more sensitive methods for their detection. Protein urinary markers appear to be the most promising because urine typically contains much less total protein compared to blood and samples are easy to obtain for analysis, which is important for large-scale screening. In addition, given that urine is in direct contact with the tumor in urological cancers, increased effectiveness of such biomarkers can be expected. To date, urinary biomarkers of SCC are described in detail in the book by Dakubo, G.D. (2019) Cancer Biomarkers in Body Fluids (Biomarkers in Proximal Fluids). ISBN: 978-3-030-24723-2, doi: 10.1007/978-3- 030-24725-6) and in recent reviews, for example, by Flitcroft, J. G., Verheyen, J., Vemulkar, T., Welbourne, E. N., Rossi, S. H., Welsh, S. J., et al. (2022 ) Early detection of kidney cancer using urinary proteins: a truly non-invasive strategy, BJU Int., 129(3), 290-303, doi: 10.1111/bju.15601). Among the numerous urinary biomarkers, aquaporin-1 with perilipin-2 (PLIN2), carbonic anhydrase IX (CAIX), Raf kinase inhibitory protein (RKIP), nuclear matrix protein-22, 14-3-3 β/α protein and lipocalin-associated with neutrophil gelatinase are considered the most promising in the diagnosis of kidney cancer. Currently, it is also of interest to characterize methods for detecting urinary biomarkers. In most cases, ELISA kits are used. However, Western blotting has been used to increase sensitivity, for example, to detect PLIN2 (Morrissey, J.J., Mellnick, V.M., Luo, J., et al. (2015) Evaluation of urine aquaporin-1 and perilipin-2 concentrations as biomarkers to screen for renal cell carcinoma: a prospective cohort study, JAMA Oncol, 1(2), 204-12, doi: 10.1001/jamaoncol.2015.0213). In further work, Morrisey et al. showed that PLIN2 in urine can be reliably detected using a paper-based bioplasmon assay (Hu, R., Gupta, R., Wang, Z., Wang, S., Sun, H., Singamaneni, S., et al. ( 2019) Bioplasmonic paper-based assay for perilipin-2 non-invasively detects renal cancer, Kidney Int., 96(6), 1417-1421, doi: 10.1016/j.kint.2019.08.020). Mass spectrometry was used to identify RCIP (Papale, M., Vocino, G., Lucarelli, G., Rutigliano, M., Gigante, M., Rocchetti, M.T., et al. (2017) Urinary RKIP/p-RKIP is a potential diagnostic and prognostic marker of clear cell renal cell carcinoma, Oncotarget, 8(25), 40412-40424, doi: 10.18632/oncotarget.16341). In addition to the markers mentioned, proteins have been discovered in urine that have been identified as biomarkers of SCC using other methods, such as liquid chromatography coupled with mass spectrometry (Di Meo, A., Batruch, I., Brown, M.D., Yang , S., Finelli, A., Jewett, M.A., et al (2020) Searching for prognostic biomarkers for small renal masses in the urinary proteome, Int J Cancer, 146(8):2315-2325, doi: 10.1002/ijc.32650).

Однако, несмотря на некоторые достижения, ни один из этих подходов до сих пор не апробирован для применения в клинике. Таким образом, в настоящее время не существует биомаркера, подходящего для ранней (скрининговой) диагностики ПКК.However, despite some advances, none of these approaches have yet been tested for clinical use. Thus, there is currently no biomarker suitable for early (screening) diagnosis of SCC.

Наиболее близким к предлагаемому в настоящей заявке способу является детекция белков Tu М2-РК, VEGF, TATI, СА9 (М.О. Golovastova, D.O. Korolev, L.V. Tsoy, V.A. Varshavsky, W.H. Xu, A.Z. Vinarov, E.Y. Zernii, P.P. Philippov, A.A. Zamyatnin, Jr., Biomarkers of Renal Tumors: the Current State and Clinical Perspectives, Current urology reports, 18 (2017) 3. doi: 10.1007/s11934-017-0655-1). Известно, что существуют белки, которые экспрессируются в норме в иммунопривилегированных тканях, таких как центральная нервная система и сетчатка глаза, и которые могут аберрантно экспрессироваться в опухолевых клетках вследствие злокачественной трансформации. Одна из групп включает так называемые раково-сетчаточные антигены (PCA). Показано, что клетки меланомы могут экспрессировать такие РСА как родопсин, трансдуцин, cGMP-фосфодиэстеразу 6, родопсин киназу, рековерин и аррестин 1 (A.V. Bazhin, D. Schadendorf, N. Willner, С.De Smet, A. Heinzelmann, N.K. Tikhomirova, V. Umansky, P.P. Philippov, S.B. Eichmuller, Photoreceptor proteins as cancer-retina antigens, International journal of cancer, 120 (2007) 1268-1276, doi: 10.1002/ijc.22458). Таким образом, по аналогии с меланома-ассоциированной ретинопатией, экспрессия РСА в клетках опухоли при ПКК может привести к выделению антигенов в мочу.The method closest to the one proposed in this application is the detection of proteins Tu M2-RK, VEGF, TATI, CA9 (M.O. Golovastova, D.O. Korolev, L.V. Tsoy, V.A. Varshavsky, W.H. Xu, A.Z. Vinarov, E.Y. Zernii, P.P. Philippov, A.A. Zamyatnin, Jr., Biomarkers of Renal Tumors: the Current State and Clinical Perspectives, Current urology reports, 18 (2017) 3. doi: 10.1007/s11934-017-0655-1). It is known that there are proteins that are normally expressed in immunoprivileged tissues, such as the central nervous system and the retina, and which can be aberrantly expressed in tumor cells due to malignant transformation. One of the groups includes the so-called cancer-retinal antigens (PCAs). It has been shown that melanoma cells can express PSA such as rhodopsin, transducin, cGMP phosphodiesterase 6, rhodopsin kinase, recoverin and arrestin 1 (A.V. Bazhin, D. Schadendorf, N. Willner, S. De Smet, A. Heinzelmann, N.K. Tikhomirova, V. Umansky, P. P. Philippov, S. B. Eichmuller, Photoreceptor proteins as cancer-retina antigens, International journal of cancer, 120 (2007) 1268-1276, doi: 10.1002/ijc.22458). Thus, by analogy with melanoma-associated retinopathy, PCA expression in tumor cells in SCC may lead to the release of antigens into the urine.

Авторами настоящего изобретения было обнаружено, что помимо повсеместно встречаемых аррестинов, в тканях опухоли почки с высокой частотой встречается также экспрессия зрительного белка рековерина (Golovastova, М.О., Tsoy, L.V., Bocharnikova, A.V., Korolev, D.O., Gancharova, O.S., Alekseeva, E.A., Kuznetsova, E.B., et al. (2016) The cancer-retina antigen recoverin as a potential biomarker for renal tumours, Tumour Biol, 37(7), 9899-9907, doi: 10.1007/s13277-016-4885-5).The authors of the present invention found that in addition to the ubiquitous arrestins, expression of the visual protein recoveryin is also found with high frequency in kidney tumor tissues (Golovastova, M.O., Tsoy, L.V., Bocharnikova, A.V., Korolev, D.O., Gancharova, O.S., Alekseeva , E. A., Kuznetsova, E. B., et al. (2016) The cancer-retina antigen recoverin as a potential biomarker for renal tumors, Tumour Biol, 37(7), 9899-9907, doi: 10.1007/s13277-016-4885-5 ).

Таким образом, было предложено использовать феномен аберрантной экспрессии двух РСА аррестина 1 и рековерина для ранней диагностики ПКК.Thus, it was proposed to use the phenomenon of aberrant expression of two RSA arrestin 1 and recoverin for the early diagnosis of SCC.

Технической проблемой, решаемой настоящим изобретением, является разработка малоинвазивного способа ранней диагностики ПКК.The technical problem solved by the present invention is the development of a minimally invasive method for the early diagnosis of SCC.

Техническим результатом заявляемого изобретения является возможность определения наличия белков аррестина 1 и рековерина в моче пациентов с предполагаемой патологией иммунохимическими методами детекции.The technical result of the claimed invention is the ability to determine the presence of arrestin 1 and recoverin proteins in the urine of patients with suspected pathology using immunochemical detection methods.

Поставленная задача решается способом определения наличия в моче пациентов белков аррестина 1 и рековерина, способных аберрантно экспрессироваться в клетках опухоли почки пациентов с ПКК, с помощью ультрачувствительного метода проведения иммуноанализа на микрочипах с использованием суперпарамагнитных частиц для детекции сигнала. К таким методам могут быть также отнесены иммуноблотинг, иммуноферментный анализ, иммунофлуоресцентный анализ и т.п.This problem is solved by determining the presence of arrestin 1 and recoverin proteins in the urine of patients, which can be aberrantly expressed in kidney tumor cells of patients with RCC, using an ultrasensitive method of immunoassay on microchips using superparamagnetic particles for signal detection. Such methods may also include immunoblotting, enzyme-linked immunosorbent assay, immunofluorescence assay, etc.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

На фиг. 1 приведена схема ультрачувствительного анализа с детекцией магнитными частицами, где 1 - магнитные частицы, покрытые антителами, 2 - проточная ячейка, 3 - аналит, 4 - микрочип, 5 - магнит.In fig. Figure 1 shows a diagram of ultrasensitive analysis with detection by magnetic particles, where 1 - magnetic particles coated with antibodies, 2 - flow cell, 3 - analyte, 4 - microchip, 5 - magnet.

На фиг. 2 приведены репрезентативные примеры результатов иммуноанализа образцов мочи, полученных от пациентов с ПКК. Расположение зон показано на фиг. 1 (Б). Слева: образец мочи пациента, у которого выявляются оба антигена – аррестин и рековерин; по центру: образец мочи больного, у которого детектируется только один из антигенов – рековерин; справа: образец мочи больного, у которого детектируется только аррестин.In fig. Figure 2 shows representative examples of immunoassay results from urine samples obtained from patients with SCC. The location of the zones is shown in Fig. 1 (B). Left: urine sample from a patient with both arrestin and recoveryin antigens detected; in the center: a urine sample from a patient in whom only one of the antigens is detected – recoverin; right: urine sample from a patient in whom only arrestin is detected.

На фиг. 3 приведен пример результатов иммуноанализа отрицательного контроля: мочи, полученной от здорового человека. В образце определяется только положительный контроль, который служит внутренним контролем образца.In fig. Figure 3 shows an example of the results of a negative control immunoassay: urine obtained from a healthy person. Only the positive control is detected in the sample, which serves as an internal control of the sample.

Осуществление изобретенияCarrying out the invention

В рамках проведенных в Институте молекулярной медицины ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет) исследований было показано, что РСА аррестин 1 и рековерин довольно часто могут аберрантно экспрессироваться в клетках опухоли почки пациентов с ПКК. Однако ранее данные белки никогда не определялись в образцах мочи больных пациентов из-за недостаточной чувствительности обычных методов иммуноанализа (ИФА, Вестерн-блот и др.).As part of the research carried out at the Institute of Molecular Medicine of the Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education First Moscow State Medical University named after. THEM. Sechenov Ministry of Health of Russia (Sechenov University) research has shown that PCA arrestin 1 and recoveryin can quite often be aberrantly expressed in kidney tumor cells of patients with RCC. However, these proteins have never been previously detected in urine samples from sick patients due to the insufficient sensitivity of conventional immunoassay methods (ELISA, Western blot, etc.).

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером выполнения, который наглядно демонстрируют возможность достижения требуемого технического результата, но при этом не ограничивает заявленный объем притязаний.The present invention is illustrated by a specific example of implementation, which clearly demonstrates the possibility of achieving the required technical result, but does not limit the stated scope of claims.

Наличие аррестина 1 и рековерина в моче определялось с помощью высокочувствительного иммуноанализа на микрочипах с иммобилизованными первичными антителами к данным белкам, использующего на стадии выявления антигенов сканирование поверхности двумя типами магнитных частиц, покрытых отдельно вторичными антителами к аррестину 1 и рековерину, при приложении магнитного поля. Такой «активный» способ детекции позволяет преодолеть диффузионный барьер и значительно повысить чувствительность и уменьшить время анализа. Предварительно на мембране из регенерированной целлюлозы (диализной мембране) методом электрораспыления изготавливаются микрочипы с моноклональными антителами к аррестину 1 и рековерину, а также положительный и отрицательный контроли. Ранее показано, что микрочипы, хранящиеся в 50% -ном глицерине при -20°С, сохраняют работоспособность, по крайней мере, в течение месяца. Заявляемый способ ранней диагностики ПКК может быть осуществлен следующим образом. У пациента с утра производят забор образца мочи, который используется для анализа без дополнительной пробоподготовки. Возможно замораживание и хранение образцов при -80°С. Иммуноанализ проводится в специальной проточной ячейке с закрепленным микрочипом, помещенной под обычный медицинский микроскоп с темнопольным осветителем (фиг.1). Накануне анализа, в образец мочи объемом 1 мл помещается кусочек микрочипа и оставляется на ночь при 4°С при интенсивном перемешивании. За это время происходит связывание обоих антигенов в активных зонах микрочипа, содержащих первичные специфические антитела. Через 12-14 ч микрочип промывают от образца дистиллированной водой и помещают в проточную ячейку, под которой располагают магнит. Через ячейку пропускают 5×10-4% (по массе) суспензию смеси магнитных частиц со вторичными поликлональными антителами к аррестину 1 и рековерину, в стандартном фосфатном буфере с добавкой 1% бычьего сывороточного альбумина. Магнитное поле прижимает частицы к микрочипу и вынуждает их сканировать поверхность, облегчая процесс связывания антигенов со вторичными антителами.The presence of arrestin 1 and recoveryin in urine was determined using a highly sensitive immunoassay on microchips with immobilized primary antibodies to these proteins, using, at the antigen detection stage, surface scanning with two types of magnetic particles coated separately with secondary antibodies to arrestin 1 and recoveryin, with the application of a magnetic field. This “active” detection method allows one to overcome the diffusion barrier and significantly increase sensitivity and reduce analysis time. Microchips with monoclonal antibodies to arrestin 1 and recoverin, as well as positive and negative controls, are first prepared on a regenerated cellulose membrane (dialysis membrane) by electrospraying. It has previously been shown that microchips stored in 50% glycerol at -20°C remain functional for at least a month. The inventive method for early diagnosis of PCC can be carried out as follows. A urine sample is taken from the patient in the morning, which is used for analysis without additional sample preparation. Freezing and storing samples at -80°C is possible. The immunoassay is carried out in a special flow cell with a fixed microchip, placed under a conventional medical microscope with a dark-field illuminator (Fig. 1). On the eve of the analysis, a piece of the microchip is placed in a 1 ml urine sample and left overnight at 4°C with vigorous stirring. During this time, binding of both antigens occurs in the active zones of the microchip containing primary specific antibodies. After 12-14 hours, the microchip is washed from the sample with distilled water and placed in a flow cell, under which a magnet is placed. A 5×10 -4 % (by weight) suspension of a mixture of magnetic particles with secondary polyclonal antibodies to arrestin 1 and recoverin, in a standard phosphate buffer with the addition of 1% bovine serum albumin, is passed through the cell. The magnetic field presses the particles against the microchip and forces them to scan the surface, facilitating the process of binding antigens to secondary antibodies.

Как правило, эта процедура занимает около 1 минуты. Поскольку одна связь антиген-антитело способна удерживать магнитную частицу, отдельные молекулы аналита на поверхности микрочипа могут быть помечены и обнаружены при сканировании. Изображения микрочипов получают с помощью USB-камеры. Сигнал (количество связанных магнитных частиц) в активной зоне микрочипа и фоновый сигнал определяют вручную или с помощью программного обеспечения, подсчитывающего яркие пятна заданного размера на темном фоне. Далее, по результатам детекции делают вывод о наличии или отсутствии аррестина 1 и рековерина в моче пациента: образец классифицируют как положительный, если хотя бы в одной из зон, соответствующих аррестину 1 и рековерину, количество связавшихся магнитных частиц превышает фон (количество частиц вне активной зоны) не менее, чем на 2 стандартных отклонения фонового сигнала. В противном случае образец сыворотки классифицируют как отрицательный и делают вывод об отсутствии данных антигенов в моче пациента.Typically, this procedure takes about 1 minute. Because a single antigen-antibody bond is capable of holding a magnetic particle, individual analyte molecules on the microchip surface can be labeled and detected by scanning. Images of microchips are obtained using a USB camera. The signal (the number of bound magnetic particles) in the active zone of the microchip and the background signal are determined manually or using software that counts bright spots of a given size on a dark background. Next, based on the detection results, a conclusion is made about the presence or absence of arrestin 1 and recoveryin in the patient’s urine: the sample is classified as positive if in at least one of the zones corresponding to arrestin 1 and recoveryin, the number of bound magnetic particles exceeds the background (the number of particles outside the active zone ) by at least 2 standard deviations of the background signal. Otherwise, the serum sample is classified as negative and it is concluded that these antigens are absent in the patient’s urine.

Пример 1Example 1

В исследуемый образец мочи объемом 1 мл помещали кусочек микрочипа (0,5×1 см) с иммобилизованными моноклональными антителами к аррестину 1 и рековерину и оставляли на ночь при перемешивании (20 об/мин) при 4°С. Утром чип промывали дистиллированной водой и фиксировали в проточной ячейке (фиг. 1), под которую подносили магнит. Затем помощью шприцевого дозатора SK500I (Китай) через ячейку со скоростью 5-6 мкл/мин пропускали равную смесь суперпарамагнитных частиц, модифицированных вторичными антителами к аррестину 1 и рековерину в общей концентрации 5×10-4% (по массе) в стандартном фосфатном буфере с добавкой 0,1% Твин 20 и 1% бычьего сывороточного альбумина в течение 2 минут. Темнопольное изображение микрочипа регистрировали цифровой камерой, на котором фиксировалось появление светящихся зон с антителами к аррестину 1 или рековерину со связавшимися магнитными частицами. Количество связанных магнитных частиц в каждой зоне определяли с помощью программного обеспечения собственной разработки, подсчитывающего яркие пятна определенного размера на темном фоне. Эксперимент провели с 89 образцами мочи, полученными от различных больных с подтвержденным диагнозом ПКК. Если сигнал (число магнитных частиц на 1 мм2 в активной зоне микрочипа) превосходил фон (число магнитных частиц на 1 мм2 вне активной зоны микрочипа) + 2 стандартных отклонения фона, результат анализа данного образца признавался положительным. Репрезентативные примеры изображений микрочипов со связанными магнитными частицами приведены на фиг. 2. Положительными по аррестину были 89% образцов, по рековерину - 66%, по аррестину или рековерину - 96%. Таким образом, диагностическая чувствительность метода составила 96%.A piece of microchip (0.5×1 cm) with immobilized monoclonal antibodies to arrestin 1 and recoverin was placed into a 1 ml urine sample under study and left overnight with stirring (20 rpm) at 4°C. In the morning, the chip was washed with distilled water and fixed in a flow cell (Fig. 1), under which a magnet was placed. Then, using a syringe dispenser SK500I (China), an equal mixture of superparamagnetic particles modified with secondary antibodies to arrestin 1 and recoverin in a total concentration of 5 × 10 -4 % (by weight) in a standard phosphate buffer with adding 0.1% Tween 20 and 1% bovine serum albumin for 2 minutes. A dark-field image of the microchip was recorded with a digital camera, on which the appearance of luminous zones with antibodies to arrestin 1 or recovery with bound magnetic particles was recorded. The number of bound magnetic particles in each zone was determined using proprietary software that counts bright spots of a certain size on a dark background. The experiment was carried out with 89 urine samples obtained from various patients with a confirmed diagnosis of SCC. If the signal (the number of magnetic particles per 1 mm 2 in the active zone of the microchip) exceeded the background (the number of magnetic particles per 1 mm 2 outside the active zone of the microchip) + 2 standard deviations of the background, the result of the analysis of this sample was considered positive. Representative examples of images of microchips with associated magnetic particles are shown in FIG. 2. 89% of samples were positive for arrestin, 66% for recovery, 96% for arrestin or recovery. Thus, the diagnostic sensitivity of the method was 96%.

Пример 2Example 2

Эксперимент провели согласно Примеру 1 с 50 контрольными образцами мочи, полученными от людей, не страдающих урологическими онкозаболеваниями. Положительными по аррестину были 6% образцов, по рековерину - 4%, по аррестину или рековерину - 8%. Таким образом, диагностическая специфичность метода составила 92%.The experiment was carried out according to Example 1 with 50 control urine samples obtained from people not suffering from urological cancer. 6% of samples were positive for arrestin, 4% for recovery, and 8% for arrestin or recovery. Thus, the diagnostic specificity of the method was 92%.

Claims (3)

1. Способ диагностики почечно-клеточной карциномы путем определения наличия в моче одного из зрительных белков - аррестина 1 или рековерина.1. A method for diagnosing renal cell carcinoma by determining the presence in the urine of one of the visual proteins - arrestin 1 or recoveryin. 2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что аррестин 1 и рековерин определяют иммунохимическими методами детекции, в качестве которых используют анализ на микрочипах.2. The method according to claim 1, characterized in that arrestin 1 and recoveryin are determined by immunochemical detection methods, which use microarray analysis. 3. Способ по п. 2, характеризующийся тем, что иммунохимический анализ на микрочипах проводят с использованием суперпарамагнитных частиц для детекции сигнала.3. The method according to claim 2, characterized in that the immunochemical analysis on microchips is carried out using superparamagnetic particles for signal detection.
RU2022115567A 2022-06-09 Method of diagnosing renal cell carcinoma by presence of arrestin and recoverin visual proteins in urine RU2805811C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2805811C1 true RU2805811C1 (en) 2023-10-24

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008086502A2 (en) * 2007-01-10 2008-07-17 University Of Chicago Molecular marker for clear renal cell carcinoma
US9523690B2 (en) * 2012-09-13 2016-12-20 Fundació Hospital Universitari Vall D'hebron-Institut De Recerca Biomarkers for the diagnosis and/or prognosis of clear cell renal cell carcinoma
WO2017165956A1 (en) * 2016-03-28 2017-10-05 Uti Limited Partnership Metabolomics analysis of renal cell carcinoma
RU2683251C1 (en) * 2017-11-01 2019-03-27 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Медико-генетический научный центр" Method of diagnosis of clear cell renal cell carcinoma and method for prediction of metastasis based on mirna genes group
CN110286223A (en) * 2019-07-26 2019-09-27 中国医学科学院北京协和医院 Application of the metabolic markers in clear cell carcinoma of kidney
RU2741245C1 (en) * 2020-02-28 2021-01-22 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский университет) (ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Се Method for early diagnosis of renal cell carcinoma by observing presence of visual arrestin in blood serum
RU2766295C2 (en) * 2021-06-28 2022-03-14 Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр радиологии» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России) Method for specifying laboratory diagnosis of renal cell carcinoma

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008086502A2 (en) * 2007-01-10 2008-07-17 University Of Chicago Molecular marker for clear renal cell carcinoma
US9523690B2 (en) * 2012-09-13 2016-12-20 Fundació Hospital Universitari Vall D'hebron-Institut De Recerca Biomarkers for the diagnosis and/or prognosis of clear cell renal cell carcinoma
WO2017165956A1 (en) * 2016-03-28 2017-10-05 Uti Limited Partnership Metabolomics analysis of renal cell carcinoma
RU2683251C1 (en) * 2017-11-01 2019-03-27 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Медико-генетический научный центр" Method of diagnosis of clear cell renal cell carcinoma and method for prediction of metastasis based on mirna genes group
CN110286223A (en) * 2019-07-26 2019-09-27 中国医学科学院北京协和医院 Application of the metabolic markers in clear cell carcinoma of kidney
RU2741245C1 (en) * 2020-02-28 2021-01-22 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский университет) (ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Се Method for early diagnosis of renal cell carcinoma by observing presence of visual arrestin in blood serum
RU2766295C2 (en) * 2021-06-28 2022-03-14 Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр радиологии» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России) Method for specifying laboratory diagnosis of renal cell carcinoma

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ШЛЯПНИКОВ Ю.М. и др. Неинвазивная диагностика рака почки с помощью ультрачувствительной иммунодетекции раково-сетчаточных антигенов. Биохимия. 2022, 87(7), стр. 877-887. ЦОЙ Л.В. и др. Аберрантная экспрессия аррестина-1 и рековерина в опухолях почки. Урология. 2019, 6, стр. 48-53. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20070122856A1 (en) Tissue diagnostics for ovarian cancer
CN102421799B (en) Novel monoclonal antibody for analyzing high-molecular weight adiponectin and utilization of same
US20080118935A1 (en) Methods and compositions for diagnosing neoplastic disease
JP2017133831A (en) Detecting method for colorectal cancer metastasis
CN112345755A (en) Biomarker of breast cancer and application thereof
US20140066325A1 (en) Protein Biomarkers for the Diagnosis of Prostate Cancer
US7662580B2 (en) Tissue diagnostics for breast cancer
JP2024059621A (en) Compositions and methods for cancer diagnosis and treatment
EP1861714A2 (en) Phosphorylated p68 rna helicase as a marker for cancer and cancer metastasis
RU2805811C1 (en) Method of diagnosing renal cell carcinoma by presence of arrestin and recoverin visual proteins in urine
CN115372616B (en) Gastric cancer related biomarker and application thereof
EP3215851A2 (en) Lung cancer sub-typing method
JP7432578B2 (en) Cancer markers and their uses
US20120225441A1 (en) Protein markers for detecting liver cancer and method for identifying the markers thereof
KR101636821B1 (en) Composition for diagnosing lung cancer comprising AIMP2-DX2 protein or fragment thereof
RU2741245C1 (en) Method for early diagnosis of renal cell carcinoma by observing presence of visual arrestin in blood serum
KR101144323B1 (en) Autoantibodies for breast cancer diagnosis and multi-panel diagnosis kit using one or combination of any of the same
US20230375550A1 (en) Method for diagnosing breast cancer by using biomarker
RU2707884C1 (en) Method for early diagnosis of renal cell carcinoma by the presence of antibodies to the visual arrestin
KR20180023563A (en) Method for diagnosing Rheumatoid Arthritis based on lateral flow assay using anti-CCP antibody and Rheumatoid Factor as marker
WO2022153316A1 (en) Devices and methods for diagnosising thyroid medical conditions
US8445220B2 (en) Methods of diagnosing latent and active malignancies
JP2023154548A (en) Inspection method for ovarian cancer
CN110286230A (en) A kind of RA diagnosis marker of ACPA feminine gender and its application
CN111208304A (en) Use of tumor-derived IgG in diagnosis and prognosis of parathyroid cancer