1.5 Сравнительная геномная гибридизация (Comparative Genomic Hybridization, cgh) проф. Н.Б. Рубцов, к.С. Задесенец, иЦиГ со ран, Новосибирск

Возможности и ограничения любой диагностики обусловлены двумя основными моментами: информацией, имеющейся в представленном материале, и методе анализа, переводящем эту информацию в форму, позволяющую сделать необходимые выводы. В случае цитогенетической диагностики перед исследователем, к сожалению, достаточно часто встает проблема проведения хромосомного анализа не только при отсутствии препаратов метафазных хромосом, но даже принципиальной возможности их получения. Что можно сделать, если в распоряжении исследователя имеется скромный источник частично деградировавшей геномной ДНК? Например, кусочек фиксированного материала из архива клиники. Однако, даже в таком материале сохранились неизменными отношения числа копий последовательностей, входивших в состав разных хромосом и хромосомных районов. Т.е., имеется информация, с помощью которой можно выяснить, не был ли нарушен баланс хромосомных районов в этих клетках пациентов. Для решения этой задачи: определения соотношения числа различных хромосомных районов в кариотипе анализируемых клеток и был разработан метод сравнительной геномной гибридизации (Comparative Genomic Hybridization - CGH).

В его основе лежит тот факт, что чем больше копий последовательностей ДНК хромосомного района присутствует в клетках анализируемого образца, тем больше их будет в ДНК-пробе, и тем более интенсивный сигнал будет зарегистрирован в этом районе после супрессионной гибридизации in situ. Решающим для практической реализации идеи CGH явился огромный прогресс в химии флуорохромов, микроскопической техники, цифровой регистрации микроскопических изображений и их компьютерной обработки произошедший в последние два десятилетия. Итак, принцип CGH заключается в получении геномных ДНК-проб анализируемого объекта и контрольного образца, проведении двухцветной супрессионной FISH со стандартными хромосомами человека, регистрации сигналов ДНК-проб во всех районах хромосом в отдельных каналах и сравнении соотношения интенсивности сигналов ДНК-проб в индивидуальных хромосомных районах (рис. 1). На результаты гибридизации in situ влияет множество факторов. Интенсивность сигнала зависит от плотности укладки хроматина в хромосоме, степени распластывания материала хромосомы по стеклу и т.д. Достаточно часто можно наблюдать значительную разницу в интенсивности сигнала на хромосомах в центре и на периферии одной и той же метафазной пластинки. В связи с этим при одновременной гибридизации двух ДНК-проб корректно сравнивать интенсивности сигналов только в одной и той же точке препарата. Именно это и происходит при проведении CGH.

Впервые метод CGH и его применение были описаны в 1992 году Каллиониеми с соавторами [11]. С тех пор он широко используется для выявления и описания численных и структурных (делеции, дупликации, амплификации) хромосомных аберраций в клетках при онкологических заболеваниях и различных наследственных аномалиях. CGH позволяет выявлять нарушение баланса хромосом и хромосомных районов в случае, если в распоряжении исследователя имеется материал, из которого возможно выделить геномную ДНК. Для этого пригодны даже небольшие фрагменты фиксированных и хранящихся долгие годы образцов ткани или один единственный бластомер, выделенный их восьмиклеточного эмбриона. К сожалению, как и любой другой метод, CGH имеет свои ограничения. Стандартная CGH позволяет оценивать и выявлять нарушения численной представленности хромосомных районов размером не менее 10 млн. пар оснований, что обусловлено особенностями распластыванием материала метафазных хромосом на стекле. CGH невозможно использовать для анализа С-позитивных районов хромосом, а анализ мозаицизма настолько сложен и трудоемок, что может рассматриваться только теоретически.

В практической диагностике проведение CGH включает получение ДНК- проб, проведение супрессионной FISH, регистрацию изображений и их компьютерную обработку. Начнем с последовательного рассмотрения этих этапов.