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 «Старт в медицину» в секции «Биохимия»

Направление работы: Биохимия, Медицинская генетика, Онкодиагностика
Авторы работы: ГБОУ Школа № 627
Предметы: Биология, Химия
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Старт в медицину», 11–13 апреля 2019 года

Цель

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

Описание

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 легких 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.

Гипотеза: отношения уровней экспрессии мРНК FLT-1/VEGF и KDR/VEGF могут быть перспективными диагностическими индексами для выявления рака предстательной железы.

Для достижения цели исследования были поставлены следующие задачи:

1) провести ОТ/ПЦР для двух образцов клеточной РНК (гены VEGF и его рецепторы KDR/FLT-1);

2) провести электрофорез продуктов ОТ/ПЦР;

3) окрасить и сфотографировать гели после электрофореза;

4) сделать выводы об уровне экспрессии генов VEGF и его рецепторов KDR/FLT-1 у пациентов с новообразованиями предстательной железы.

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

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 трех 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 предстательной железы) относительный уровень экспрессии гена KDR был меньше 1, то есть наблюдается понижение активности этого гена.

Для правого образца (злокачественное новообразование предстательной железы) 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.

Оснащение и оборудование, использованное в работе:

  • амплификатор,
  • оборудование для электрофореза,
  • цифровая камера,
  • компьютер для обработки изображений,
  • агарозный гель,
  • флуоресцирующий краситель.

Результаты

По результатам проведённого анализа был сделан вывод о том, что 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 предстательной железы, тогда как активность гена FLT-1, отвечающего за дифференцировку эндотелиоцитов, практически не изменяется при доброкачественных и злокачественных новообразованиях предстательной железы. Кроме того, уровень активности гена фактора роста эндотелия сосудов (hVEGF) может быть существенно выше при доброкачественных новообразованиях предстательной железы, чем при злокачественной патологии.

Перспективы использования 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, такими как пальцевое ректальное исследование, трансректальное ультразвуковое исследование и определение уровня концентрации простат-специфического антигена.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России

Награды/достижения:

- победитель Городской Сеченовской конференции проектных и исследовательских работ школьников;

- призёр открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего»;

- участник открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни».

Особое мнение

«Я думаю, что моя работа может послужить основой для создания нового метода диагностики рака предстательной железы. Проект «Медицинский класс в московской школе» помог мне ближе познакомиться с научно-практической деятельностью, дал возможность поучаствовать в интересных конференциях и узнать много нового. Конференция «Старт в медицину» была очень интересной и сложной, опыт выступления на ней незабываемый».