diastat anti-ro - Technogenetics
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GOLDchipTM Constitutional 199GLD20 199GLD10 Edizione Agosto 2013 Test vetrini/ confezione campioni /vetrino Codice Kit 199GLD20 GOLDCHIP Constitutional 20P 20 5 4 199GLD10 GOLDCHIP Constitutional 10P 10 5 2 ISTRUZIONI PER L’USO For research use only /Non per uso diagnostico 19265 Ed. I/08.13 Pag. 1 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 AVVERTENZA GOLDchipTM Constitutional è un test solo per uso di ricerca. Il laboratorio è responsabile, sia dell’esecuzione corretta del protocollo d’analisi che dell’interpretazione dei risultati. Technogenetics non è responsabile dei risultati ottenuti e qualunque decisione medica va fondata sull’insieme dei dati clinici disponibili ed il conforto di test di conferma che impiegano metodi alternativi. INTRODUZIONE La citogenetica clinica si conferma essere uno strumento diagnostico indispensabile per l’identificazione di alterazioni cromosomiche, in particolare aneuploidie e anomalie strutturali sbilanciate, nel feto di donne in età avanzata. Benché l’accuratezza diagnostica del cariotipo sia del 99.4 - 99.8% su amniociti coltivati e del 97.5-99.6% sui villi coriali, l’esame microscopico dei cromosomi potrebbe non identificare riarrangiamenti di segmenti genomici più piccoli di 5-10Mb, come quelli delle regioni subtelomeriche. Inoltre, il tempo necessario per avere un risultato è di 10-14 giorni poiché le cellule devono essere prima coltivate. Attualmente, i nuovi metodi di citogenetica molecolare hanno migliorato la risoluzione di rilevamento delle anomalie cromosomiche e ridotto i tempi necessari per l’analisi. Una delle tecniche più diffuse e utilizzate è la FISH (Fluorescence In Situ Hybridization), basata sull’uso di una o più sonde specifiche per una regione cromosomica, di diversi kb di lunghezza. Tuttavia, questo tipo di test non rivela anomalie localizzate in zone cromosomiche diverse dal segmento genomico per il quale la sonda è stata disegnata ed è limitato dal numero di sonde che possono essere usate contemporaneamente. In aggiunta, essa richiede il sospetto clinico che un locus specifico nel genoma abbia subito un cambiamento nel numero di copie di DNA: questa conoscenza permette di scegliere la sonda appropriata per l’analisi e la scelta Pag. 2 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 dell’esecuzione dell’esame su cromosomi metafasici o su nuclei interfasici. Infine, l’analisi è efficace nell’individuazione delle microdelezioni ma non è altrettanto affidabile per quanto riguarda le microduplicazioni. Per ovviare questi limiti della FISH, è stato sviluppato un nuovo metodo di analisi: l’array-CGH, che consente di rilevare, effettuando un unico esperimento, qualsiasi sbilancio di dosaggio (aneuploidie, duplicazioni e delezioni) in molteplici loci nel genoma. Perciò, l’array-CGH può essere considerato come un esperimento FISH coordinato e concomitante di centinaia o migliaia di sonde specifiche per ogni locus presente nella regione rappresentata nell’array stesso. Questa nuova tecnologia è basata sull’uso di campioni di DNA test e controllo marcati con fluorocromi diversi che vengono ibridati contemporaneamente a sonde di DNA targets localizzati su un supporto di vetro. Sono stati creati diversi tipi di microarray, con substrati di DNA differenti, tra cui oligonucleotidi (25-85bp), cDNAs o Bacterial Artificial Chromosomes (BACs, 80-200kb). La risoluzione dell’array-CGH ha la potenzialità di essere più elevata rispetto a quella delle analisi cromosomiche di routine poichè è determinata dalla copertura e densità dei cloni utilizzati: è teoricamente limitata solo dalle dimensioni dei DNA targets e dalla distanza tra le loro sequenze sul cromosoma. I microarray di cloni a largo inserto genomico (come BAC e P1) consentono di individuare cambiamenti in singola copia (rapporto 1:2 e 3:2) in modo accurato e riproducibile. L’uso dei BACs favorisce la diretta correlazione tra le amplificazioni/delezioni da essi rilevate e la loro localizzazione cromosomica. La potenzialità dell’array-CGH di analizzare migliaia o centinaia di loci simultaneamente in un unico esperimento ha un grosso vantaggio: in numerosi studi, l’array-CGH identifica anomalie che non erano state rilevate da analisi di citogenetica convenzionale e FISH. Tuttavia, recenti prove hanno dimostrato l’esistenza, lungo il genoma, di numerose (e comuni) delezioni/duplicazioni di origine familiare. Si ritiene che alcune di queste variazioni nel numero di copie di DNA (CNVs, Copy Number Variations) non abbiano un significato clinico essendo state osservate in individui fenotipicamente sia normali che anormali. Altre di esse, invece, sembrano avere significato clinico, specialmente quando osservate Pag. 3 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 come de novo in un soggetto con fenotipo anomalo. Sebbene siano stati fatti grandi passi per catalogare i diversi CNVs e riportarli nei principali databases pubblici (UCSC o Ensembl), tuttavia anomalie cromosomiche patologiche potrebbero comprendere regioni con CNVs o avvenire in tali regioni. In un’ottica diagnostica, gli array genomici possono generare dati difficili da interpretare e necessitando di indagini di conferma sui genitori, risulterebbe impegnativa e costosa su almeno il 97% dei casi sottoposti a studi di routine. Perciò, gli array genomici wide-dense, che sono correntemente disponibili per ricerca, non sembrano essere adatti per l’uso in diagnosi clinica, dal momento che essi fanno sorgere numerose problematiche di tipo medico, tecnico e finanziario. Sembrerebbe essere più appropriato, invece, un vetrino mirato all’investigazione di anomalie cromosomiche conosciute, da utilizzare solo su individui con fenotipo sospetto. A causa della presenza di abbondanti CNVs nel genoma, nella diagnosi prenatale vengono costruiti array targets solo con cloni localizzati in regioni con chiaro significato patologico. In questo senso, finora sono stati svolti numerosi esperimenti e ricerche: uno studio su 1500 bambini con ritardo mentale e nello sviluppo ha dimostrato che, sebbene l’uso di un array target potrebbe identificare un numero inferiore di anomalie cromosomiche, questo approccio riduce ampiamente il numero di CNVs. BAC array come GOLDchip Constitutional, costruiti con loci a significato clinico conosciuto, con ridondanza di cloni su ogni regione e minimi polimorfismi forniscono i migliori dati utili alla diagnosi. Il vantaggio di questo tipo di vetrino è che i riarrangiamenti cromosomici rilevati attraverso l’array-CGH possono essere confermati tramite FISH con lo stesso BAC che mostra un’alterazione nel dosaggio. Il goal dei vetrini target come GOLDchip Constitutional nella pratica medica è quello di fornire dati clinici utili per la diagnosi, la consulenza genetica, la prognosi e il trattamento clinico delle anomalie citogenetiche sbilanciate. In conclusione, l’array-CGH, con la sua potenzialità di identificare molti riarrangiamenti sbilanciati microscopici e submicroscopici, gli ultimi dei quali potrebbero essere persi dalla routine citogenetica, sembra essere uno dei test da affiancare, nel prossimo futuro, al bandeggio cromosomico e alla FISH. Pag. 4 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 REGIONI GENOMICHE COPERTE DAL GOLDCHIP CONSTITUTIONAL Nella seguente tabella sono riportate le patologie rilevate dal vetrino, con la regione cromosomica coinvolta. Genomic Regions covered by GOLDchip Constitutional band frequency size bp 1p36 monosomy 1p36.33p36.32 1/5000 5.188.853 2q37 monosomy 2q37.1q37.3 1/10000 8.155.096 Wolf-Hirschhorn Syndrome 4p16.3 1/50000 2.095.594 Adenomatous polyposis of the colon 5q22.2 1/8000 4.979.981 Cri du Chat Syndrome 5p15.33p15.2 1/15000-50000 11.675.602 Sotos Syndrome 5q35.2q35.3 1/15000 286.035 Greig cephalopolysyndactyly syndrome 7p14.1 1-9/1000000 223.441 Saethre-Chotzen like phenotype 7p21.1 1/25000-50000 313.357 Williams-Beuren Syndrome 7q11.22q11.23 1/10000-20000 3.079.314 Langer Giedion Syndrome 8q23.3q24.12 unknown 2.919.306 9q34 subtelomeric deletion syndrome (Kleefstra syndrome) 9q34.3 unknown 617.321 DiGeorge 2 Syndrome (DGS2) 10p14p12.31 1/1000000 12.598.536 Hypoparathyroidism sensorineural deafness and renal disease (Barakat Syndrome) 10p14 1/1000000 149.558 Potocki-Shaffer Syndrome 11p11.2 1/1000000 2.131.894 Wilms tumor, aniridia, genitourinary anomalies and mental retardation (WAGR) Syndrome 11p13 1/100000 724.186 Patau syndrome Trisomy 13 1/8000-15000 aneuploidy Prader Willi Syndrome/Angelman Syndrome 15q11.2q13.1 1/20000 6.028.214 Pag. 5 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 Alpha-Thalassemia/Mental Retardation Syndrome, Deletion-Type 16pterp13.3 unknown 712.792 Rubinstein-Taybi/Microduplication syndrome 16p13.3 1/100000-125000 303.435 17p11.2 Duplication Syndrome (Potocki-Lupski syndrome) 17p11.2 1/20000 3.114.637 17q12 Microdeletion/17q12 Microduplication 17q12 unknown 5.416.695 Charcot-Marie-Tooth syndrome type 1A 17p12 1/10000 508.001 HNPP, Hereditary Pressure Sensitive Neuropathy, Tomaculous Neuropathy 17p12 2-5/100000 353.888 Miller-Dieker Lissencephaly Syndrome 17p13.3 1/25000 2.308.753 Neurofibromatosis Type 1 17q11.2 1/4000-5000 602.205 Smith-Magenis Syndrome 17p11.2 1/15000-25000 3.114.637 Edwards syndrome Trisomy 18 1/6000 aneuploidy Down Syndrome 21q22.12q22.2 1/650-1000 aneuploidy Cat eye syndrome 22q11.1 1/74000 1.108.477 DiGeorge Syndrome/Velocardiofacial Syndrome 22q11.21q11.22 1/5000 3.353.636 Alpha-thalassemia mental retardation syndrome, X-linked Xq21.1 1/1000000 150.203 Klinefelter syndrome 47,XXY 1/500 male; 69/10000 others aneuploidy Leri-Weill Dyschondrosteosis Xpterp22.33 unknown 458.348 Mental retardation, X-linked, with isolated growth hormone deficiency, included Xq27.1 1/1000000 248.024 Pelizaeus-Merzbacher disease Xq22.2 1/400000 328.661 Premature ovarian failure, X-linked Xq26.2-q28 > 1/1000 17.907.001 Lubs X-linked mental retardation syndrome Xq28 1/1000000 203.640 Turner syndrome 45,X 1/2500 fem; 1/5000 others aneuploidy Gonadal dysgenesis, XY, SRY-related - XX male syndrome, SRY positive Yp11.31 1-9/100000 216.527 Pag. 6 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 PRINCIO DEL METODO I vetrini GOLDchip Constitutional sono prodotti realizzati con sequenze genomiche umane conosciute. Sono prodotti dedicati per array-CGH e basandosi sulla ibridazione competitiva del DNA genomico verso un DNA controllo consentono di investigare lo sbilanciamento nel numero di copie di determinate sequenze genomiche. Il protocollo sperimentale si compone di otto fasi: 1. Preparazione del materiale di partenza: viene valutata la qualità spettrofotometrica del DNA test onde evitare che residui salinici e altri contaminanti possano introdurre bias durante il processo di marcatura. 2. Marcatura: i DNA test e controllo vengono marcati indipendentemente con due diversi fluorocromi, utilizzando la tecnica di marcatura “Random Priming” dove utilizzando come stampo il DNA test o controllo viene neosintetizzato il DNA corrispondente in presenza della Klenow (frammento della DNA polimerasi I di E. coli) e dei Random Primers come primers di innesco. Questo permette, durante la scansione del chip, di acquisire due immagini distinte, una relativa al test e l’altra al controllo, e di misurare l’intesità di segnale dei due DNA, ibridati in modo competitivo per ogni singolo spot depositato sul vetrino. 3. Purificazione: i DNA test e controllo vengono co-purificati su silica minispin column e si eluiscono in acqua sterile. 4. Precipitazione: i due DNA marcati e purificati si co-precipitano in presenza di una soluzione di bloccaggio. 5. Ibridazione: il pellet dei due DNA cosí ottenuti viene risospeso nella soluzione di ibridazione. Dopo una fase di denaturazione Pag. 7 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 e pre-ibridazione in questa soluzione, il DNA viene depositato sulla superficie del vetrino per permettere l’ibridazione. 6. Lavaggi: al fine di rimuovere legami aspecifici ed il materiale in eccesso non ibridato si operano passaggi a stringenza controllata. 7. Scansione: la scansione del chip viene eseguita con lo strumento Innoscan 710 e successivi, Innopsys. 8. Analisi dei dati: le immagini ottenute con la scansione vengono elaborate con il software di analisi BIO-SOFT, GeosLab. Pag. 8 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 CONTENUTO DELLA CONFEZIONE I vetrini GOLDchip Constitutional contenuti possono essere nel formato a 4 aree o 2 aree e permettono l’analisi per ciascun formato di 4 o 2 pazienti contemporaneamente: REF 199GLD20 DESCRIZIONE GOLDchip Constitutional 20P 199MIX20 GOLDchip Constitutional 20P reagents A. Distilled Water B. dNTPs mix C. Blocking buffer D. Hybridization mix REF 199GLD10 DESCRIZIONE GOLDchip Constitutional 10P 199MIX10 GOLDchip Constitutional 10P reagents A. Distilled Water B. dNTPs mix C. Blocking buffer D. Hybridization mix CONTENUTO 5 vetrini 25 Vetrini coprioggetto 12x24 1000 µL 200 µL 1000 µL 180 µL CONTENUTO 5 vetrini 15 Vetrini coprioggetto 12x24 1000 µL 100 µL 500 µL 90 µL Pag. 9 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 SCHEMA DI UTILIZZO PER IL FORMATO A 4 AREE DNA-paziente 400ng DNA-controllo 400ng LABELLING LABELLING HYBRIDISATION 400ng DNA paziente 1-Cy3 AREA 1 400ng DNA controllo 1-Cy5 400ng DNA paziente 2-Cy3 AREA 2 400ng DNA controllo 2-Cy5 400ng DNA paziente 3-Cy3 AREA 3 400ng DNA controllo 3-Cy5 400ng DNA paziente 4-Cy3 AREA 4 400ng DNA controllo 4-Cy5 BARCODE Pag. 10 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 AVVERTENZE I vetrini GOLDchip Constitutional devono essere utilizzati solo ed esclusivamente a scopo di ricerca. Non utilizzare per uso diagnostico. I vetrini GOLDchip Constitutional sono stati messi a punto per essere utilizzati seguendo le istruzioni descritte in metodica. Il cliente ha la responsabilità di applicare correttamente il protocollo; procedure anche solo parzialmente differenti possono compromettere la buona riuscita dei risultati. Tutti i dati ottenuti devono essere confermati tramite FISH o altre tecniche di conferma in uso presso i centri di citogenetica clinica. Qualsiasi decisione medica non può essere basata sul risultato di un unico test, ma va fondata sull’insieme dei dati clinici disponibili. I dati clinici discrepanti vanno approfonditi prima di prendere qualsiasi decisione analitica, eventualmente con il conforto di test di conferma. Alcune patologie considerate nel vetrino sono causate da mutazioni anche in singoli geni le quali possono non essere rilevate dal presente test. Tuttavia, anche delezioni/duplicazioni nella regione cromosomica in cui è localizzato il gene coinvolto possono portare allo progresso della malattia. Infatti, una volta rilevata un’abberrazione genotipica legata ad un fenotipo patologico è opportuno consultare i databases di riferimento (Decipher, Orphanet e OMIM) per avere un quadro clinico informazionale della patologia stessa (cause, frequenza, diagnosi, cure). L’insieme di tutte le informazioni disponibili permettono una scelta ponderata sul tipo di test di conferma (oltre alla tecnica FISH, obbligatoria) da applicare per poter avere una diagnosi completa. A causa della natura stessa della tecnica con cui sono stati progettati (l’array-CGH), i vetrini GOLDchip Constitutional non permettono di rilevare traslocazioni bilanciate. Technogenetics non può essere ritenuta responsabile dei risultati ottenuti. Pag. 11 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 PRECAUZIONI Lasciar equilibrare a temperatura ambiente i DNA prima della quantificazione: eseguire in ghiaccio tutte le fasi contrassegnate dall’icona apposita sul protocollo. eseguire in semioscurità tutte le fasi contrassegnate dall’icona apposita sul protocollo. Per evitare contaminazione con particelle autofluorescenti indossare preferibilmente guanti in nitrile senza polvere e tenere in mano i vetrini solo dalla parte dell’etichetta. Non toccare direttamente in alcun modo la superficie del vetrino. Utilizzare solo provette sterili. Non abbandonare tubi, coprioggetto, vetrini, etc. sul bancone per evitare che vi si depositi della polvere. Preparare le soluzioni di lavaggio in volume strettamente sufficiente a processare i vetrini ibridati; eventuali eccessi non potranno essere più utilizzati e dovranno pertanto essere eliminati. Le soluzioni madri, prodotte in stock, dovranno essere datate e conservate a temperatura ambiente. Filtrare le soluzioni dove è richiesto utilizzando un filtro con i pori da 0.2 µm. La soluzione di ibridazione (Hybridization mix) contiene formammide, che è nota avere effetto teratogeno; per ogni ulteriore informazione consultare il corrispondente MSDS (disponibile su richiesta presso il Quality Assurance). Ozono: è riconosciuto che livelli di ozono ≥ 5ppb (0.005ppm) possono compromettere l’efficienza dei fluorofori e di conseguenza la qualità dell’analisi. Evitare di lavorare in luoghi troppo ventilati e con scambio diretto dell’aria con quella esterna. Pag. 12 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 SOLUZIONI RICHIESTE MA NON FORNITE EDTA 0.5M, pH=8.0 Etanolo Assoluto filtrato Etanolo al 70% filtrato Sodio Acetato 3M pH=5.2 Formammide deionizzata NaCl 5M Na2HPO4 0.5M pH=7.4 SDS 10% 20x SSC Tween20 Isopropanolo Acqua bidistillata filtrata MATERIALE E STRUMENTI RICHIESTI MA NON FORNITI BioPrime® Array CGH Genomic Labelling Sistem (Life Technologies, cod. 18095011) Cyanine 3-dCTP (Perkin-Elmer, cod. NEL576001EA) Cyanine 5-dCTP (Perkin-Elmer, cod NEL577001EA.) DNA genomico maschio (Promega, cod. G1471) DNA genomico femmina (Promega, cod. G1521) Buste in plastica Fogli di alluminio Nanodrop (Celbio) o Spettrofotometro Termociclatore Termostato a secco per provette da 1.5ml Bagnetto termostatato Camere di incubazione (Corning, cod. 2551) Stufa Agitatore basculante Centrifuga per provette da 50ml Scanner Couplin jar Pag. 13 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 Provette 1.5ml Provette 0.2 ml per termociclatore Provette da 50ml Pipette P10, P100, P200, P1000 e relativi puntali sterili monouso Pipettatore e pipette sierologiche monouso da 5, 10 e 25ml Vetreria da laboratorio PRELIEVO E PREPARAZIONE DEI CAMPIONI In caso di estrazione di DNA da tessuti, si raccomanda di partire da materiale fresco non congelato. In caso di estrazione di DNA da liquido amniotico, si consiglia di procedere con l’esperimento solo in presenza della quantità di materiale richiesta. In alternativa, è possibile eseguire l’esperimento a partire da DNA estratto da liquido amniotico in coltura. L’estrazione di DNA da villo coriale non comporta alcuna problematica specifica. Si consiglia di estrarre il DNA entro le 24 ore dal prelievo dei campioni con kit commerciali che assicurino un’adeguata resa e qualità del DNA e i parametri di assorbanza A260/280 e A260/230 richiesti. MODALITÀ DI CONSERVAZIONE E DI LAVORO I vetrini GOLDchip Constitutional sono confezionati in buste sigillate che li proteggono dalla luce e dall’umidità. Non estrarli dalla confezione fino al momento dell’utilizzo; riporre nella busta i vetrini residui e conservarli nella teca contenente sali essiccanti a temperatura ambiente (15-25°C). I vetrini sono utilizzabili fino alla data di scadenza. Una volta ibridati, possono essere conservati al buio ed a temperatura ambiente. I reagenti accessori devono essere conservati secondo le indicazioni del fornitore. I reagenti da conservare a temperatura ≤-15°C devono essere riposti nella confezione originaria in congelatore. Scongelare solo al Pag. 14 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 momento dell’utilizzo ed evitare continui cicli di congelamento e scongelamento che potrebbero danneggiare i prodotti. I fluorocromi sono sensibili alla luce; evitare l’esposizione alla luce diretta. Conservare a temperatura ≤-15°C e scongelare solo al momento dell’utilizzo. Evitare ripetuti cicli di congelamento/scongelamento. Il kit BioPrime® Array CGH Genomic Labeling System (Life Technologies) si compone di due parti, quella per la marcatura e quella per la purificazione. Conservare la prima a temperatura ≤15°C, la seconda a temperatura ambiente. Riporre nella confezione originaria i reagenti e le colonnine residue. Prestare attenzione all’enzima exo-Klenow, particolarmente termosensibile: non necessita di scongelamento e deve essere estratto dal freezer solo immediatamente prima di aggiungerlo alla mix, trasportandolo sempre in ghiaccio. Tutte le operazioni sperimentali, dalla preparazione del campione alla scansione finale del vetrino, devono essere eseguite in un ambiente con una temperatura non superiore a 23°C. PERICOLI I pericoli identificati nel kit diagnostico sono relativi ai seguenti componenti: Hybridization mix Soluzione di Post-Hybridization in quanto contengono Componenti pericolosi secondo il Regolamento (CE) No 1272/2008 Formamide Inclusa nell'elenco delle sostanze candidate estremamente Componente preoccupanti (SVHC) secondo il Regolamento (CE) n. 1907/2006 (REACH) Pag. 15 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 Classificazione Concentrazione Componenti 1999/45/CE Repr. 1B; H360D -- pericolosi Componente Classificazione Concentrazione secondo il Regolamento (CE) No Formamide Inclusa nell'elenco delle sostanze candidate estremamente preoccupanti (SVHC) secondo il Regolamento (CE) n. 1907/2006 (REACH) T, Repr.Cat.2, R61 -- ISTRUZIONI DI SICUREZZA Il prodotto è destinato unicamente ad un uso professionale tramite operatori adeguatamente formati alla manipolazione ed informati sui pericoli connessi all’uso dello stesso. Poiché il prodotto: può provocare malformazioni congenite del feto è presunto tossico per la riproduzione umana la manipolazione dello stesso eseguita da lavoratrici in stato di gravidanza o allattanti deve essere conseguente ad una valutazione del rischio effettuata in accordo alle disposizioni legislative locali in materia di protezione dei lavoratori e delle donne in gravidanza. Non mangiare, bere, fumare durante la manipolazione del prodotto. Non conservare alimenti, bevande od altro nel luogo ove si effettua la manipolazione del prodotto. Evitare il contatto con la pelle, con gli occhi e con gli indumenti. Il tipo di attrezzatura di protezione deve essere selezionato a seguito di una valutazione del rischio tenendo in debito conto la concentrazione e la quantità di sostanza pericolosa al posto di lavoro. I mezzi di protezione devono essere conformi ai requisiti delle adeguate norme tecniche Pag. 16 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 come NIOSH (USA), EN (EU) o specifiche legislazioni o regole riconosciute. Lavarsi le mani prima delle pause e subito dopo aver maneggiato il prodotto. Assorbire immediatamente con opportuni assorbenti inerti le superfici di lavoro eventualmente contaminate da liquido. Raccogliere il materiale non più utilizzabile e quello da conferire come rifiuto in appositi contenitori ermetici; codificare il rifiuto ed effettuare lo smaltimento secondo le norme locali vigenti. Pag. 17 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 PROTOCOLLO SPERIMENTALE FASE 1: PREPARAZIONE DEL MATERIALE Prima di iniziare il protocollo, impostare alla temperatura indicata i seguenti strumenti: Termoblock a 37°C Bagno termostatato a 72°C Stufa da ibridazione a 46°C. Impostare la temperatura in modo che un termometro a mercurio collocato in un becker pieno d’acqua all’interno del forno misuri 46°C. Disporre nella stufa una bottiglia con la soluzione PostHyb che sarà utilizzata per la Fase 6. Materiale di partenza: 400ng di DNA per area per paziente. Valutare la concentrazione del DNA con uno spettrofotometro, misurando sempre contemporaneamente paziente e controllo, anche se la concentrazione di quest’ultimo è già nota. Il materiale di partenza deve essere DNA genomico non degradato e non digerito, con una concentrazione non inferiore a 17ng/µl; deve inoltre avere OD 260/280=1.8-2.0 e OD 260/230=2.0/2.5 Valori non conformi a quelli sopra indicati potrebbero compromettere la buona riuscita dell’esperimento. Pertanto, qualora la concentrazione e la qualità del materiale non fossero ottimali, è necessario precipitare il DNA secondo il protocollo seguente: a. A ciascun DNA aggiungere 1/10 vol di 3 M sodio acetato pH 5.2 e 2.5 vol di etanolo assoluto. Miscelare le provette per inversione; b. Precipitare a -20°C per 2ore o a -80°C per 30min; c. Centrifugare a 14000 rpm per 30 minuti e scartare il surnatante; Pag. 18 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 d. Aggiungere un volume di etanolo 70% pari a quello usato per l’etanolo al 100% ; e. Centrifugare a 14000 rpm per 5 minuti e scartare il surnatante (eliminare eventuali residui con una P10 ); f. Lasciare asciugare il pellet all’aria a TA, assicurarsi che non rimanga alcun residuo di etanolo nella provetta; g. Aggiungere un volume di acqua distillata filtrata sterile adeguato per ottenere una concentrazione del DNA uguale o superiore a quella richiesta; h. Risospendere il pellet a TA agitando delicatamente le provette. i. Quantificare nuovamente il materiale. FASE 2: MARCATURA (BioPrime® Array CGH Genomic Labeling System, Invitrogen) Lavorare in semioscurità Lavorare in ghiaccio 2.1 Per ogni DNA test preparare due provette da PCR siglate come nella seguente figura: DNA test Cy3 DNA controllo Cy5 Pag. 19 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 lavorare in ghiaccio Nell’immagine, marcatura di quattro diversi campioni 2.2 Calcolare il volume di DNA in ul corrispondente a 400 ng. Il volume finale dovrà essere di 23 µl; lí dove il volume finale di DNA risulta inferiore a 23 ul dispensare acqua distillata filtrata sterile (kit BioPrime, Life Technologies). 2.3 Dispensare in ogni pozzetto 20 µl di 2.5x random primers. 2.4 Risospendere manualmente, senza vortexare né spipettare, ed assicurarsi che non siano presenti bolle sul fondo della provetta. 2.5 Disporre le provette in un termociclatore ed impostare il seguente programma: 2.6 Avviare il termociclatore ed aspettare che siano trascorsi i 10 minuti a 95°C. Pag. 20 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 2.7 Appena trascorsi i 10 minuti a 95°C prima che la temperatura cominci a scendere a 4°C, trasferire velocemente le provette in ghiaccio (contatto diretto). Mettere in pausa il termociclatore. 2.8 Lasciare le provette immerse in ghiaccio per 5 minuti al termine dei quali aggiungere in ciascun pozzetto i seguenti reagenti: Campione siglato con dNTPs mix (provetta B, tappo blu) Exo-Klenow Cyanine 3-dCTP Cyanine 5-dCTP totale 5 µl 1 µl 1 µl --7 µl 5 µl 1 µl --1 µl 7 µl NOTA: nel caso di un numero elevato di campioni da analizzare, è consigliabile preparare una mix dei reagenti considerando un piccolo eccesso; miscelare delicatamente fino ad ottenere una soluzione con colorazione omogenea e dispensarne 7 µl in ogni provetta. 2.9 Agitare delicatamente le provette, senza vortexare né spipettare, ed assicurarsi che la soluzione sia omogenea (il colore rosa/azzurro fungerà da indicatore). Spinnare velocemente per raccogliere tutto il liquido sul fondo della provetta, verificando l’assenza di bolle. 2.10 Riavviare il termociclatore e posizionare le provette quando la temperatura dello strumento raggiunge 37°C. 2.1 Al termine del programma, trasferire i campioni in ghiaccio e bloccare la reazione dispensando in ciascun pozzetto 5 µl di stop buffer (kit BioPrime, Life Technologies). Pag. 21 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 NOTA: l’avvenuta marcatura può essere verificata caricando 5 µl di ciascun campione su gel 0.8% agarosio 1X TBE .Verificare il pattern elettroforetico come mostrato in figura dove la banda che migra piú lentamente rappresenta il DNA genomico di partenza mentre uno smear di frammenti compreso tra 100bp e 600bp di lunghezza corrisponde al DNA correttamente marcato. Al termine corsa sono presenti le cianine non incorporate. FASE 3: PURIFICAZIONE (BioPrime® Array CGH Genomic Labeling System, PureLink purification columns, Invitrogen) NOTA: prima di iniziare, assicurarsi che sia stato addizionato isopropanolo alla soluzione Binding Buffer B2 ed etanolo assoluto alla soluzione Wash Buffer W1 come descritto a pagina 6 del manuale di utilizzo Invitrogen. 3.1 A ciascun campione conservato in ghiaccio, aggiungere 200 µl di Binding Buffer B2. 3.2 Prelevare e trasferire nella stessa colonna di purificazione ciascun DNA test ed il rispettivo controllo, secondo il seguente schema: Pag. 22 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 Paziente Cy3 Controllo Cy5 Paziente Cy3 Controllo Cy5 3.3 Centrifugare per 1 minuto a 10000 rpm. Svuotare il tubo di raccolta. 3.4 Aggiungere 650 µl di Wash Buffer W1 alla colonna. Centrifugare per 1 minuto a 10000 rpm. Svuotare il tubo di raccolta. 3.5 Centrifugare nuovamente alla massima velocità per 2 minuti per asciugare la colonna da eventuali residui di Wash Buffer. Scartare il tubo e trasferire la colonna su una provetta da 1.5ml pulita (non usare le provette ambrate fornite dal kit perché non sarà più visibile il pellet agli step successivi). 3.6 Depositare 55 µl dell’Elution Buffer E1 al centro della colonna senza toccare il filtro, chiudere la colonna ed incubare a temperatura ambiente per 5 minuti. Centrifugare per 2 minuti alla massima velocità (14000 rpm). 3.7 Chiudere la provetta e buttare la colonna. 3.8 Verificare la qualità dei campioni marcati misurando con lo spettrofotomentro i valori di concentrazione, di incorporazione e del rapporto A260/A280. Valori di riferimento indicativi: Concentrazione: 120-200ng/µl Incorporazione Cy3: 1.7-3 pmol/µl Pag. 23 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 Incorporazione Cy5: 1.2-2 pmol/µl Assorbanza 260/280 = 1.8/2 FASE 4: PRECIPITAZIONE Lavorare in semioscurità 4.1 Aggiungere a ciascuna provetta i seguenti componenti: Blocking buffer (provetta C, tappo giallo) Sodio Acetato 3M pH 5.2 Etanolo assoluto volume 50 µl 10 µl 250 µl 4.2 Miscelare delicatamente le provette per inversione. 4.3 Incubare 30 minuti a -80°C oppure a -20°C per 2 ore. E’ possibile interrompere il protocollo precipitando i campioni a -80°C/-20°C overnight. 4.4 Centrifugare per 30 minuti alla massima velocità a 4°C. Eliminare il sovranatante. 4.5 Lavare il pellet con 250 µl di etanolo 70%. Centrifugare per 5 minuti alla massima velocità a 4°C. Eliminare il sovranatante. 4.6 Lasciare asciugare il pellet all’aria. Il pellet dovrà avere questo aspetto: Pag. 24 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 Il pellet deve risultare violetto E’ possibile interrompere il protocollo e conservare il pellet secco a -20°C. FASE 5: IBRIDAZIONE Lavorare in semioscurità 5.1 Risospendere il pellet manualmente, dispensando per ciascuna provetta il volume indicato in tabella di Hybridization mix (provetta D, tappo rosso) . Vetrino a 2 aree Vetrino a 4 aree Volume Hybridization mix 9 µl 9 µl Volume da dispensare sul coprioggetto 8.5 µl 8.5 µl NOTA: per pellet difficili da risospendere lasciare incubare il preparato nel bagnetto a 72ºC per 5 minuti e procedere Pag. 25 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 picchiettando il fondo della provetta fino a completa dissoluzione del pellet. 5.2 Denaturare i campioni incubando in un bagnetto termostatato/termoblocco a 72ºC per 10 minuti. Agitare nuovamente il preparato e controllare visivamente che sia completamente risospeso in una soluzione uniformemente colorata. Centrifugare brevemente per raccogliere la soluzione sul fondo della provetta; 5.3 Incubare i campioni a 37ºC per 10 minuti in un termostato a secco/termoblocco e centrifugare nuovamente per raccogliere la soluzione sul fondo della provetta; 5.4 Trasferire nuovamente le provette nel termostato a secco ed effettuare l’ibridazione accanto al termostato in modo da tenere in temperatura le provette; 5.5 Posizionare correttamente il vetrino sul corrispondente modello di layout. Prelevare e trasferire sul coprioggetto il volume opportuno di DNA indicato in tabella, capovolgere il coprioggetto e posizionarlo sulla corretta area array utilizzando il modello corrispondente come guida. Evitare la formazione di bolle. Pag. 26 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 AREA 1 Ibridare (A): Paziente1-Cy3/Controllo-Cy5 AREA 2 Ibridare (B): Paziente2-Cy3/Controllo-Cy5 AREA 3 Ibridare (C): Paziente3-Cy3/Controllo-Cy5 AREA 4 Ibridare (D): Paziente4-Cy3/Controllo-Cy5 BARCODE AREA 1 AREA 2 Ibridare (A): Paziente1-Cy3/Controllo-Cy5 Ibridare (B): Paziente2-Cy3/Controllo-Cy5 BARCODE Nell’immagine un esempio dei 2 layout relativi al formato a 4 ed a 2 aree del GOLDchip 5.7 Preparare la camera di ibridazione aggiungendo 20 µl di acqua in entrambi i forellini laterali. Alloggiare il vetrino nella cameretta,, chiuderla con le barre metalliche in dotazione e Pag. 27 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 avvolgerla in un foglio di alluminio. Posizionare il pacchetto in una busta di plastica riempita in precedenza con della carta bibula imbevuta d’acqua. Chiudere ermeticamente la busta. 5.8 Sistemare la busta cosí confezionata su un vassoio e accomodarlo nella stufetta di ibridazione preimpostata all’inizio dell’esperimento alla temperatura di 46°C. Sincerarsi che i pacchetti siano in posizione completamente orizzontale. FASE 6: LAVAGGI Lavorare in semioscurità Preparare le soluzioni seguendo lo schema riportato in seguito. Il pH deve essere conforme a quanto indicato, aggiustare utilizzando un pH-metro assicurandosi della stabilità del pH. NOTA: soluzioni preparate con acqua erogata al momento dai vari apparecchi di produzione anche se correttamente preparate possono presentare variazioni del pH. Pertanto è consigliabile portare a pH le soluzioni il giorno dopo la loro preparazione. Non devono essere presenti precipitati salini nelle soluzioni. Preriscaldare le soluzioni a temperatura in un bagnetto; la temperatura deve essere controllata singolarmente con un termometro pulito e tarato prima di procedere. Qualora non sia possibile utilizzare due bagnetti contemporaneamente, impostare la temperatura di un bagnetto a 72°C ed immergere sia la Post-Hyb Solution che la Stringent Wash solution; attendere che la Post-Hyb raggiunga la temperatura richiesta di 46°C, toglierla dall’acqua e trasferirla nell’incubatore insieme ai vetrini. Alternativamente è possibile incubare il giorno prima la Post-Hyb Solution come suggerito nella Fase 1. Lasciare immersa la Stringent Wash finché non avrà raggiunto la temperatura indicata. Pag. 28 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 Soluzione Post-Hybridization , 46°C: 20% Formammide, NaCl 470mM, Na2HPO4 50mM, EDTA 0.2mM, 2% SDS Soluzione 1, Transition, Temperatura Ambiente: 2xSSC, 0.1% SDS Soluzione 2, Stringent wash pH 7-7.4, 72°C: 0.5xSSC, 0.3% Tween20 Soluzione 3 pH 7-7.4, Temperatura Ambiente: 0.1xSSC, 0.1% SDS Soluzione 4 pH 7-7.4, Temperatura Ambiente: 0.1xSSC Soluzione 5 pH 7-7.4, Temperatura Ambiente: 0.01xSSC Soluzione Post-Hybridization pH 7-7.4 [250ml tot, 46°C] stock uso x250ml Formammide 100% 20% 50ml NaCl 5000mM 470mM 23.5ml Na2HPO4 500mM 50mM 25ml EDTA 500mM 0.2mM 0.1ml SDS 10% 2% 50ml H2O 101.4ml Soluzione 1_Transition pH 7-7.4 [100ml tot, TA] stock uso x100ml SSC 20X 2X 10ml SDS 10% 0.1% 1ml H2O 89ml Soluzione 2_Stringent wash pH 7-7.4 [100ml tot, 72°C] stock uso x100ml SSC 20X 0.5X 2.5ml Tween 20 100% 0.3% 0.3ml H2O 97.2ml Soluzione 3 pH 7-7.4 [100ml tot, TA] stock uso x100ml SSC 20X 0.1X 0.5ml SDS 10% 0.1% 1ml H2O 98.5ml Pag. 29 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 Soluzione 4 pH 7-7.4 [100ml tot, TA] stock uso x100ml SSC 20X 0.1X 0.5ml H2O 99.5ml Soluzione 5 pH 7-7.4 [100ml tot, TA] stock uso x100ml SSC 20X 0.01X 0.05ml H2O 99.95ml Isopropanolo [100ml tot, TA] stock Isopropanolo 100% uso 100% x100ml 100ml Prima di procedere occorre preparare: 1 couplin jar 1 becher 150 ml 1 1 1 1 1 1 couplin jar couplin jar couplin jar couplin jar couplin jar couplin jar Soluzione Post-Hybridization Soluzione PostHybridization, rimozione coprioggetto Soluzione 1_Transition Soluzione 2_Stringent wash Soluzione 3 Soluzione 4 Soluzione 5 Isopropanolo Utilizzando una pinzetta trasferire i vetrini da una soluzione all’altra seguendo sempre lo stesso ordine. 6.1 Immergere i vetrini ad uno ad uno nella couplin jar contenete la Soluzione Post-Hybridization. Attendere 3/5 minuti dopo l’immersione dell’ultimo vetrino; 6.2 Prelevare un vetrino alla volta, controllare visivamente che i vetrini coprioggetto scivolino facilmente dalla superficie del vetro ed agitarlo delicatamente in un becher da 150 ml contenete la restante Soluzione Post-Hybridization finché i vetrini coprioggetto non saranno completamente rimossi. Non asportare manualmente il coprioggetto. Trasferire il vetrino in Pag. 30 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 un altra couplin jar contenete la soluzione Transition (soluzione 1). 6.3 Prelevare la soluzione Stringent Wash (soluzione 2) dal bagnetto a 72°C e versarla rapidamente in una couplin jar. Immergere i vetrini ed incubare a temperatura ambiente per 2 minuti e 30 secondi in agitazione. 6.4 Trasferire ciascun vetrino in una couplin jar con la Soluzione 3 ed incubare per 5 minuti a temperatura ambiente in agitazione. 6.5 Trasferire ciascun vetrino in una couplin jar con la Soluzione 4 ed incubare per 5 minuti a temperatura ambiente in agitazione. 6.6 Trasferire ciascun vetrino in una couplin jar contenente la Soluzione 5 ed agitarla manualmente per 10 volte. Spostare i vetrini nella couplin jar contenete isopropanolo, agitare circa 5 volte ed inserire immediatamente il vetrino capovolto con il barcode rivolto verso il basso in un tubo falcon da 50 ml (effettuare questa operazione indossando dei guanti puliti). Chiudere ciascun tubo falcon e ripetere l’operazione con ciascun vetrino. Pag. 31 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 inserire il vetrino in una falcon in modo che l’etichetta sia rivolta verso il fondo della provetta 6.7 Centrifugare le falcon contenenti i vetrini per 10 minuti a 1500 rpm a temperatura ambiente. 6.8 Conservare i vetrini chiusi nelle falcon, in posizione verticale e lontano dalla luce, fino al momento della scansione. FASE 7: SCANSIONE Impostare i valori del PMT dei due laser (Cy3 eCy5) a 65 high resolution ed effettuare la preview a 40 µm come mostrato in figura 1. Per individuare i parametri corretti occorre calibrare i valori dei due canali affinchè le curve dell’ istogramma siano sovrapposte. Selezionare ogni volta una piccola area di ciascun array e procedere immediatamente con la scansione a 5 µm. Evitare di ripetere l’operazione un numero eccessivo di volte e selezionare un’area diversa quando si vogliono investigare parametri diversi. Verificati i parametri desiderati procedere con la scansione dell’intera area. I risultati delle scansioni devono essere corrispondenti ai casi mostrati in figura 2 e figura 3. Il primo caso mostra la condizione ottimale, quindi istogramma con curve sovrapposte; nel caso si presenti la condizione mostrata in figura 3, con curve biforcate nella parte terminale dell’istogramma, prestare attenzione alla sovrapposizione delle due curve nella parte iniziale del grafico in corrispondenza del secondo picco (il primo è relativo al background). Pag. 32 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 Per informazioni piú dettagliate consultare il manuale dello scanner. Figura 1: Esempio di impostazione dei parametri di scansione Figura 2: Esempio di istogramma con curve sovrapposte Pag. 33 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 Figura 3: Esempio di istogramma analizabile con curve biforcate nella parte terminale. FASE 8: ANALISI Le immagini ottenute dalla scansione sono in formato tiff e vengono analizzate con il Bio-Soft, un software proprietario sviluppato in house per l’utilizzo del prodotto GOLDchip. Per l’utilizzo del software fare riferimento al manuale. Il design del prodotto GOLDchip Constitutional è basato sul genome assembly GRCh37 (hg19). Per condurre un’analisi sono necessari i seguenti file: • .gal: specifico per ogni lotto; • .qc: specifico per ogni lotto e per ogni tipologia di matrice di campione impiegata. I parametri di controllo qualità per ritenere un’analisi correttamente interpretabile con il software Bio-Soft sono: • • % di inclusione ≥ 95%; standard deviation (SD) ≤0.062. Pag. 34 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 E’ responsabilità dell’utilizzatore la verifica della conformità dei criteri di accettazione qualitativi dell’analisi; l’interpretazione del risultato nel caso di analisi i cui parametri di controllo qualità non rispettino i valori sopra indicati puo’ non essere affidabile. Technogenetics è in grado di fornirvi, su richiesta, informazioni ed assistenza per l’utilizzo dei seguenti strumenti e programmi: Scanner: Innoscan 710 e successivi, Innopsys Programma di scansione: Mapix, Innopsys Programma di analisi: BIO-SOFT, GeosLab Per qualunque altro supporto contattare Technogenetics. Pag. 35 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 DATI DI VALIDAZIONE La qualità del prodotto GOLDchip Constitutional è stata valutata attraverso una validazione analitica, durante la quale sono stati misurati diversi parametri critici utilizzando campioni di DNA provenienti sia dalla routine quotidiana sia campioni di DNA commerciali. I test di validazione sono stati eseguiti sia internamente sia presso centri di diagnosi specializzati in Genetica Umana da personale tecnico aziendale e lí dove richiesto, da personale medico, entrambi specializzati e opportunamente addestrati per l’utilizzo del prodotto. Ogni esperimento ed analisi è stati condotti in cieco. Per la validazione analitica sono stati collezionati 113 campioni (66 positivi e 47 negativi) divisi tra diverse matrici: sangue, amniciti in coltura, villi coriali, liquido amniotico, linee cellulari linfoblastoidi, materiale abortivo e midollo osseo. Tutte le patologie rilevabili dal prodotto sono state testate con almeno un campione positivo. I risultati della validazione sono raccolti nella seguente tabella: Requisito Sensibilità %inclusione Standard deviation Specificità diagnostica (probabilità di rilevare un risultato non patologico in un campione non patologico) Sensibilità diagnostica (probabilità di rilevare un risultato patologico in un campione patologico) Specificità analitica (effetto della matrice) Stabilità (data di scadenza) Accuratezza Risultato Range verificato 50/600ng Quantità suggerita 400ng ≥ 95% ≤0.062 100% 98.5% 100% 12 mesi Pag. 36 - 38 GOLDchip Constitutional 2013 BIBLIOGRAFIA -Albertson DJ et al., Nat Genet 2000, 25:144-146 -Ballif BC et al., Prenat Diagn 2006a, 26:333-339 -Ballif BC et al., Am J Med Genet A 2006b, 140A:2757-2767 -Bar-Shira et al., Pediatr Res 2006, 60:353-358 -Benjjani BA and Shaffer LG, J Mol Diagn 2006, 8:528-533 -Benjjani BA et al., Am J Med Genet A 2005, 134:259-267 -Bink K et al., Z Geburtshilfe Neonatol 2000, 204:8-13 -Buckley PG et al., Hum Mol Genet 2002, 11:3221-3229 -Bruder CE et al., Hum Mol Genet 2001, 10:271-282 -Caine A et al., Lancet 2005, 366:123-128 -Cheung SW et al., Genet Med 2005, 7:422-432 -D’Alton ME et al., Am J Obstet Gynecol 1997, 176:769-774 -De Vries BB et al., Am J Hum Genet 2005, 77:606-616 -Flint J and Knight S, Curr Opin Genet Dev 2003, 13:310-316 -Friedman JM et al., Am J Hum Genet 2006, 79:500-513 -Gambardella S et al., Genomics Insights 2010, 3:1-13 -Gilbert N et al., Cell 2004, 118:555-566 -Gitan RS et al., Genome Res 2002, 12:158-164 -Greshock J et al., Genome Res 2004, 14:179-187 -Hatada I et al., J Hum Genet 2002, 47:448-451 -Iafrate AJ et al., Nat Genet 2004, 36:949-951 -Ishkanian AS et al., Nat Genet 2004, 36:299-303 -Jobanputra V et al., Genet Med 2005, 7:111-118 -Knight SJ and Flint J, Methods Cell Biol 2004, 75:799-831 -Kondo Y et al., Proc Natl Acad Sci USA 2004, 101:7398-7403 -Lage JM et al., Genome Res 2003, 13:294-307 -Larrabe PB et al., Am J Hum Genet 2004, 75:485-491 -Le Caignec C et al., J Med Genet 2005, 42:121-128 -Ligon AH et al., Am J Hum Genet 1997, 61:51-59 -Locke DP et al., J Med Genet 2004, 41:175-182 -Lucito R et al., Genome Res 2003, 13:2291-2305 -Miura S et al., J Hum Genet 2006, 51:412-417 -NICHD, 1976, Midtrimester amniocentesis for prenatal diagnosis. 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Questo documento è confidenziale. Nessuna parte di esso può essere modificata, copiata, riprodotta, ripubblicata, pubblicata, trasmessa o distribuita in nessuna forma e a nessuno scopo senza il previo consenso scritto da parte di Technogenetics. Pag. 38 - 38 GOLDchip Constitutional 2013