Проекты

Анализ уровня экспрессии генов VEGF и его рецепторов KDR / FLT-1 методом ОТ/ПЦР в образцах клеточной РНК из биоптатов пациентов с новообразованиями предстательной железы

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «IT в медицине, биомедицинские технологии, медицинское приборостроение, бионика» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Биохимия, Медицинская генетика, Онкодиагностика
Авторы работы: ГБОУ «Школа № 627»
Предметы: Биология, Химия
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 18−20 апреля 2019 года

Актуальность работы

Рак предстательной железы (РПЖ) является одним

из наиболее часто встречающихся злокачественных новообразований у мужчин. В структуре онкологических заболеваний в ряде стран рак предстательной железы выходит на второе или третье место после рака лёгких и желудка, а в США − на первое место. В настоящее время большое внимание в онкологии уделяется проблеме ангиогенеза − образования новых капиллярных отростков уже существующих крупных сосудов.

Цель

Сравнительный анализ уровня экспрессии генов VEGF и его рецепторов KDR / FLT-1 методом ОТ/ПЦР в образцах клеточной РНК из биоптатов пациентов с новообразованиями предстательной железы.

Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:

  • провести ОТ/ПЦР для двух образцов клеточной РНК (гены VEGF и его рецепторов KDR / FLT-1);
  • провести электрофорез продуктов ОТ/ПЦР;
  • окрасить и сфотографировать гели после электрофореза;
  • сделать выводы об уровне экспрессии генов VEGF и его рецепторов KDR/FLT-1 у пациентов с новообразованиями предстательной железы.

Описание работы

Из биоптатов пациентов с новообразованиями предстательной железы до начала настоящего проекта были получены образцы клеточной РНК.

Именно с ними методом ОТ/ПЦР получали специфические ОТ/ПЦР-продукты − образцы ДНК, которые наносили в лунки агарозного геля и проводили электрофорез. Во всех случаях удалось детектировать специфичные продукты.

Анализ экспрессии нормализующего гена бета-актина (ген «домашнего хозяйства», МРНК которого всегда (конститутивно) экспрессируется в живой клетке) показал полную идентичность в содержании МРНК в двух исследуемых образцах.

После проведения цифрового анализа изображений гелей была проведена нормализация экспрессии МРНК трёх генов KDR, FLT-1 и hVEGF к уровню экспрессии конститутивного гена бета-актина, экспрессию которого принимали за 1 (100%). При этом для левого образца (доброкачественное новообразование ПЖ) относительный уровень экспрессии гена KDR был меньше 1, то есть наблюдлось понижение активности этого гена.

Для правого образца (злокачественное новообразование ПЖ) относительная экспрессия гена KDR равна 1, что говорит о высокой активности этого гена. Относительные уровни экспрессии гена FLT-1 не отличались и были меньше 1 для обоих образцов, что говорит о пониженной активности этих генов. Относительные уровни экспрессии гена hVEGF существенно отличались.

Результаты

По результатам проведённого анализа можно сделать вывод: при измерении уровня экспрессии трёх генов KDR, FLT-1, hVEGF было показано, что активность гена KDR, отвечающего за пролиферацию эндотелиоцитов, может увеличиваться при злокачественных новообразованиях ПЖ, тогда как активность гена FLT-1, отвечающего за дифференцировку эндотелиоцитов, практически не изменяется при доброкачественных и злокачественных новообразованиях ПЖ. Кроме того, уровень активности гена фактора роста эндотелия сосудов (hVEGF) может быть существенно выше при доброкачественных новообразованиях ПЖ, чем при злокачественной патологии.

Оснащение и оборудование, использованное в работе

Лабораторный блок для проведения ПЦР или амплификатор, оборудование для электрофореза, агарозный гель, флуоресцирующий краситель, цифровая камера, компьютер для обработки изображений.

Награды/достижения

Городская Сеченовской конференции проектных и исследовательских работ школьников, победитель.

Открытая городская научно-практическая конференция «Старт в медицину», призёр.

Открытая городская научно-практическая конференция «Наука для жизни», участник.

Сотрудничество с вузом при создании работы

Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова.

Перспективы развития результатов работы

Отношения уровней экспрессии МРНК FLT-1 /hVEGF и KDR/hVEGF могут быть перспективными диагностическими индексами для выявления рака предстательной железы, что позволяет более достоверно выявить злокачественные новообразования предстательной железы по сравнению с диагностическими методами, применяемыми в настоящее время: пальцевое ректальное исследование, трансректальное ультразвуковое исследование и определение уровня концентрации простат-специфического антигена.

Особое мнение

«Я думаю, что моя работа может послужить основой для создания нового метода диагностики рака предстательной железы. Конференция была организована отлично: от места проведения, работы волонтёров и жюри до награждения»