$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Przebieg testu hybrydyzacji in situ:
Przepływ pracy jest przedstawiony w Rysunek 1 i składa się z czterech części: przepuszczalność komórek lub tkanek za pomocą docelowych roztworów pobierania i proteazy, hybrydyzacja sond z docelowym RNA, wzmocnienie sygnału i wizualizacja sygnału. Sygnał może być również określany ilościowo za pomocą cyfrowych systemów obrazowania lub w sposób półilościowy na podstawie liczby punktów na komórkę. Ręczna procedura opisana w Rysunek 2 została również w pełni zautomatyzowana w komercyjnych systemach automatycznego barwienia.
Reprezentatywne barwienie do wykrywania połączenia eksonowego (wariant splicingu EGFRvIII): EGFRvIII to wariant receptora naskórkowego czynnika wzrostu, który powstaje w wyniku genomowej delecji eksonów od 2 do 7 w ramce, prowadząc do konstytutywnie aktywnej sygnalizacji onkogennej7. Test wykorzystano do określenia statusu EGFRvIII w próbkach guza glejaka wielopostaciowego FFPE (GBM). Pojedyncze sondy typu double-Z zostały zaprojektowane tak, aby obejmowały połączenia eksonów w celu wykrycia WT, mutanta lub obu transkryptów (Rysunek 3A). Sondy WT EGFR obejmują połączenia eksonów 1 i 2 (E1/E2) lub eksonów 7 i 8 (E7/E8), podczas gdy sondy specyficzne dla EGFRvIII obejmują połączenie eksonów 1 i 8 (E1/E8). Wspólna sonda, która obejmuje połączenie eksonów 8 i 9 (E8/E9), została również wykorzystana do wykrycia całkowitego EGFR (zarówno transkryptów WT, jak i EGFRvIII). Wszystkie sondy zostały następnie wykorzystane do określenia statusu EGFR w próbkach FFPE GBM. Dwa reprezentatywne przykłady pokazane w Rysunek 3B pochodzą z większego badania. Status EGFR został potwierdzony niezależną metodą, RT-PCR. Obie sondy WT wykryły sygnał w obu próbkach, co wskazuje, że obie próbki wyrażają WT EGFR (Rysunek 3B). Jednak zmutowana sonda wykazała wykrycie sygnału tylko w próbce EGFRvIII+, potwierdzając, że ta próbka jest rzeczywiście pozytywna dla wariantu EGFRvIII (Rysunek 3B, lewe panele). I odwrotnie, zmutowana sonda nie wykryła sygnału w próbce EGFRvIII- (Rysunek 3B, prawe panele). Podsumowując, wyniki te pokazują, że test połączenia eksonowego może zidentyfikować status EGFRvIII w próbkach guza GBM FFPE.
Reprezentatywne barwienie dla krótkich celów:
CDR3, czyli komplementarny region determinujący 3, jest wysoce zmienną domeną w receptorach komórek T. Zazwyczaj sekwencja CDR3 jest dość krótka; na przykład sekwencje α i β CDR3 z linii komórek T Jurkat mają odpowiednio 51 i 48 nukleotydów (Figura 4A). Aby zidentyfikować specyficzne sekwencje CDR ulegające ekspresji w komórkach Jurkat, wygenerowano sondy antysensowne dla α CDR3 i β, które ulegają ekspresji w linii limfocytów T Jurkat, oprócz sond wykrywających CDR3 α i β, które służą jako sondy kontroli ujemnej. Wszystkie sondy zostały następnie przetestowane w komórkach Jurkata przygotowanych przez FFPE za pomocą testu. Silne barwienie zaobserwowano za pomocą sond antysensownych zarówno dla α CDR3, jak i β w komórkach Jurkat, podczas gdy sondy sensoryczne wykryły niewielki lub żaden sygnał (Figura 4B). Wyniki te pokazują zdolność testu krótkiego celu do rozróżniania bardzo zmiennych, ale krótkich sekwencji CDR dla klonów receptorów komórek T.
Reprezentatywne barwienie dla mutacji punktowej EGFR L858R:
Opracowano sondy mutacji punktowych w celu wykrywania wariacji pojedynczych nukleotydów oraz małych insercji lub delecji (INDEL) w kontekście guza. Rysunek 5A pokazuje zdolność do wykrywania in situ mutacji punktowej EGFR L858R (2573T>G). Zaprojektowano dwie sondy: jedną do wykrywania zmutowanej sekwencji EGFR L858R, a drugą do wykrywania sekwencji EGFR L858 WT. Obie sondy zostały przetestowane w dwóch liniach komórkowych przygotowanych przez FFPE: H2229, który wyraża tylko EGFR L858 WT; i H1975, który jest heterozygotyczny pod względem mutacji EGFR L858R. Sonda z mutacją L858R wykryła sygnał tylko w linii komórkowej H1975, ale nie w linii komórkowej H2229. Jednak sonda WT wykryła sygnał w obu liniach komórkowych. Podobnie, Rysunek 5B wizualizuje wykrywanie in situ mutacji punktowej KRAS G12A (35 G>C). Dwie sondy zostały zaprojektowane do wykrywania sekwencji KRAS G12A MT i KRAS G12 WT, a następnie przetestowane na linii komórkowej HuT78 (która wykazuje ekspresję tylko KRAS G12 WT) i linii komórkowej SW116 (która jest heterozygoza pod względem mutacji KRAS G12A). Podczas gdy sonda KRAS G12 WT wykryła sygnał w obu liniach komórkowych, sonda KRAS G12A wykryła sygnał tylko w linii komórkowej SW116. Podsumowując, dane te pokazują techniczną zdolność testu mutacji punktowej do wykrywania polimorfizmów pojedynczych nukleotydów w kontekście komórkowym i tkankowym.
Reprezentatywne barwienie dla automatycznego testu in situ:
Zautomatyzowane testy pozwalają na bardziej niezawodne badanie większej liczby próbek, minimalizując zmienność między użytkownikami i czas pracy oraz generując niezmiennie powtarzalne wyniki. W związku z tym opracowano zautomatyzowaną wersję testu. Aby zademonstrować automatyczne barwienie za pomocą tego testu, zbadano wykrywanie wariantu splicingu METΔ14. Wariant ten jest wynikiem pominięcia eksonu 14 w genie MET podczas splicingu pre-mRNA, co prowadzi do konstytutywnej aktywacji i onkogennej transformacji receptora MET8,9. Aby specyficznie wykryć wariant METΔ14, zaprojektowano dwie sondy ze złączem eksonów: jedną, która obejmuje połączenie eksonów 13 i 15 (E13/E15) w celu wykrycia transkryptu wariantu METΔ14, a drugą, która obejmuje połączenie eksonów 14 i 15 (E14/E15) w celu wykrycia transkryptu WT MET (Figura 6A). Obie sondy zostały następnie przetestowane na 2 liniach komórkowych przygotowanych przez FFPE: H596, który wykazuje ekspresję wariantu METΔ14 i A549, który wyraża gen WT MET. Obie sondy wykazały wzajemnie wykluczające się wzorce ekspresji, przy czym sonda E13 / E15 wykrywała sygnał tylko w komórkach H596, a sonda E14 / E15 wykrywała sygnał tylko w komórkach A549 (ryc. 6B i 6C). Wreszcie, sonda dla dapB nie wykazała żadnego sygnału, co wskazuje na brak sygnału tła (rysunki 6B i 6C). Ogólnie rzecz biorąc, dane te wskazują na specyficzne wykrywanie wariantu MET METΔ14 in situ przy użyciu zautomatyzowanego testu BaseScope.

Rysunek 1: Proces pracy testu. Przepływ pracy składa się z 4 głównych etapów: wstępnej obróbki w celu przepuszczalności komórek lub tkanki, hybrydyzacji sondy do docelowego RNA, wzmocnienia sygnału i wykrywania sygnału poprzez wizualizację w jasnym polu lub mikroskopie fluorescencyjnym. Poszczególne punkty można określić ilościowo za pomocą platformy cyfrowej analizy obrazu. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 2: Ilustracja protokołu testu ręcznego. Cały test można wykonać w ciągu 9 godzin. Czas przygotowania do leczenia może się różnić w zależności od typu tkanki, dlatego zaleca się zapoznanie się z załącznikiem A w instrukcji obsługi, aby uzyskać zalecenia dotyczące czasu inkubacji tkanek przed zabiegiem. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 3: Reprezentatywne obrazy wykrywania połączeń eksonowych. (A) Pokazano tutaj organizację eksonów dla transkryptów EGFR WT i EGFRvIII oraz schemat przedstawiający sondy złącza eksonowego z podwójnym Z, które znajdują się na skrzyżowaniu w celu wykrycia EGFR WT lub EGFRvIII. (B) Test połączenia eksonowego przeprowadzono na dwóch próbkach glejaka wielopostaciowego FFPE przy użyciu sond wymienionych w (A), a także sondy kontroli pozytywnej POLR2A i sondy kontroli ujemnej dapB. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 4: Reprezentatywne obrazy wykrywania krótkich sekwencji docelowych. (A) Pokazane tutaj są sekwencje CDR3 w komórkach Jurkata. Sekwencja w kolorze czarnym jest wspólną sekwencją flankującą, a sekwencja w kolorze czerwonym jest unikalna dla CDR3α lub CDR3β. Pojedyncze sondy krótkiej sekwencji docelowej typu double-Z zostały zaprojektowane dla tych sekwencji. (B) Test krótkiej tarczy przeprowadzono na komórkach Jurkat przygotowanych jako osad komórkowy FFPE przy użyciu sond antysensownych lub sensownych ukierunkowanych na sekwencje w (A), a dapB użyto jako kontroli ujemnej. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 5: Reprezentatywne obrazy wykrywania mutacji punktowych. (A) Test został przeprowadzony na komórkach H2229 (homozygotycznych dla EGFR L858) i H1975 (heterozygotycznych dla mutacji EGFR L858R) przygotowanych jako osady komórkowe FFPE przy użyciu pojedynczych sond mutacji z podwójnym punktem Z ukierunkowanych na sekwencję EGFR L858 WT lub zmutowaną sekwencję EGFR L858R. (B) Test mutacji punktowej przeprowadzono na komórkach HuT78 (homozygotycznych dla KRAS G12A) i komórkach SW116 (heterozygotycznych dla mutacji KRAS G12A) przygotowanych jako osad komórkowy FFPE przy użyciu pojedynczych sond mutacji z podwójnym punktem Z ukierunkowanych na sekwencję KRAS G12 WT lub sekwencję z mutacją KRAS G12A. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 6: Reprezentatywne obrazy automatycznego barwienia za pomocą testu połączenia eksonów. (A) Pokazana tutaj jest organizacja eksonów dla transkryptów MET WT i METΔ14 oraz schemat przedstawiający pojedyncze sondy złącza eksonowego z podwójnym Z, które znajdują się okrakiem na złączu, aby wykryć MET WT lub METΔ14. (B) i (C) Zautomatyzowany test połączenia eksonowego przeprowadzono na komórkach H596 (eksprymujących METΔ14) i komórkach A549 (wyrażających MET WT) przygotowanych jako osad komórek FFPE przy użyciu sond wymienionych w (A), a także sondy kontroli ujemnej dapB. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.
| Złącze eksonowe | Krótka sekwencja | Mutacja punktowa |
| Wariant spawu/izoforma | Sekwencje od 50 do 300 nt | Mutacja punktowa |
| Okrągłe RNA (circRNA) | Wysoce homologiczne sekwencje | Krótki indel |
| Fuzja genów | Sekwencja CDR3 dla klonów TCR | Edycja genów |
| Nokaut genowy (KO) | Pre-miRNA | |
| Małe jądro RNA (snoRNA) | |
| Edycja genów | |
Tabela 1: Zastosowania testu in situ. Istnieją 3 główne kategorie zastosowań tego testu: połączenie eksonowe, krótka sekwencja docelowa i mutacja punktowa. W każdej kolumnie znajduje się kilka konkretnych przykładów zastosowań dla każdej kategorii.