Co je technika fluorescence in situ hybridizace?
Fluorescenční in situ hybridizace, také známá jako fluorescenční in situ hybridizace, se běžně označuje jako FISH. Jedná se o techniku, která zahrnuje použití krátkého řetězce DNA značené fluorescenčním barvivem k detekci genetických abnormalit. FISH umožňuje badatelům rychle a přesně vizualizovat chromozomy, části chromozomů nebo specifické geny. To se často používá ke stanovení prognózy a léčby některých nemocí, zejména rakovin.
FISH se používá ke stanovení, zda mají chromozomy abnormality. To může zahrnovat chromozomální delece, přesmyky nebo translokace, ve kterých dva chromozomy změnily segmenty. FISH také umožňuje badatelům vizualizovat specifické geny. Může určit, zda je přítomen určitý gen, kde je umístěn na chromozomech a zda je přítomno více kopií. Tomu se říká mapování genů.
Genetický makeup člověka je obsažen v DNA, která se nachází v jádrech všech jejich buněk. DNA má dva řetězce, které se vzájemně doplňují. Jinými slovy, mají molekuly nazývané páry bází, které se k sobě přesně shodují. Geny jsou segmenty DNA, které mají zvláštní sekvenci párů bází a jsou umístěny na specifických oblastech chromozomů. Geny jsou zděděny a určují, jak buňky fungují, ale mohou se také mutovat, pokud se změní sekvence párů bází DNA.
Fluorescenční in situ hybridizační technika využívá doplňkovou povahu řetězců DNA. Vyšetřovatelé nejprve vytvoří sondu. Toto je krátký, jediný řetězec DNA, který je doplňkem genetické sekvence, kterou vyšetřovatel hledá. Sonda je poté označena nebo připojena k fluorescenčnímu barvivu.
Buňky z nemocné tkáně, jako je například biopsie nádoru, obvykle tvoří vzorek, který má být vyšetřen pomocí FISH. Vzorek se zahřívá, aby denaturoval DNA v jádrech buněk. To znamená, že dvojité řetězce DNA ve vzorkových buňkách se rozpadají a vytvoří jednořetězce. Specifická sonda FISH se poté hybridizuje se vzorkem. Jinými slovy, je zaveden jediný řetězec sondy a fúzuje se svým jediným doplňkovým řetězcem v denaturovaných vzorkových buňkách.
Pomocí speciálního fluorescenčního mikroskopu se vědec podívá na vzorek. Pokud je ve vzorkových buňkách přítomen specifický gen nebo chromozom, objeví se jako fluorescenční světlo na tmavším pozadí. Vědci mohou snadno zjistit, zda je gen přítomen nebo ne, a pokud ano, kolik kopií genu je v každé buňce. Pokud vědec hledá umístění genu, může vidět, kde je na chromozomu. S FISH nelze použít běžný světelný mikroskop, protože fluorescenční barvivo vydává velmi nízkou úroveň světla.
Použití hybridizace DNA se sondami bylo poprvé provedeno v 60. letech; sondy však byly značeny radioaktivními látkami spíše než fluorescenčními. To mělo několik problémů. Radioaktivní látky jsou ze své podstaty nestabilní, nebezpečné a vyžadují likvidaci speciálních protokolů. Měření radioaktivního signálu vysílaného hybridizovanou sondou také trvá dlouho. Fluorescenční in situ hybridizační technika překonává většinu těchto překážek.
Pokud vyšetřovatelé vědí, jaký gen hledají, FISH je rychlý a přesný. FISH lze také provést, i když se buňky aktivně nerozdělují, a poskytuje konkrétnější informace o abnormalitách v chromozomech. Konvenční techniky, jako je karotypizace, jednoduše řeknou badatelům počet a velikost chromozomů v buňce.
Fluorescenční hybridizace in situ má nevýhody. Protože klíčem k FISH je znalost sekvence párů bází a / nebo umístění genu, nelze jej použít jako obecný screeningový nástroj. Je také dražší než jiné, méně specifické techniky a nemusí být k dispozici ve všech laboratořích nebo nemocnicích.
Výhody a nevýhody fluorescenční in situ hybridizace jsou nejlépe popsány na příkladu. FISH se běžně používá při diagnostice rakoviny prsu k určení, zda má pacient více kopií genu zvaného HER2. To obvykle znamená agresivnější formu rakoviny prsu a že pacient by měl dostávat určité léky jako součást své léčby. FISH lze k tomu použít, protože je známa sekvence párů bází a chromozomální umístění genu HER2. Naproti tomu FISH nelze použít ke stanovení toho, jaký neznámý gen nebo geny způsobily rakovinu prsu, ani k screeningu rakoviny prsu obecně.