WO2022071833A1 - Method for extracting nucleic acids from nail plates - Google Patents
Method for extracting nucleic acids from nail plates Download PDFInfo
- Publication number
- WO2022071833A1 WO2022071833A1 PCT/RU2021/050381 RU2021050381W WO2022071833A1 WO 2022071833 A1 WO2022071833 A1 WO 2022071833A1 RU 2021050381 W RU2021050381 W RU 2021050381W WO 2022071833 A1 WO2022071833 A1 WO 2022071833A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- samples
- lysis
- biological material
- added
- dna
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/10—Processes for the isolation, preparation or purification of DNA or RNA
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
Definitions
- the invention relates to biotechnology, molecular biology, microbiology and medicine and is intended for the extraction of nucleic acids (NA) from biological material - nail plates, for subsequent analysis by polymerase chain reaction (PCR) or reverse transcription (RT) and PCR (RT-PCR) .
- PCR polymerase chain reaction
- RT reverse transcription
- PCR RT-PCR
- Sorption methods of NA extraction provide a fairly high degree of purification from various types of biological material.
- the best known of the prior art is the method of isolation of NK, proposed by Boom et al. [US 5234809, priority date 07/01/1991].
- This method includes the stage of cell lysis with a strong chaotropic agent, which destroys cell membranes and inactivates intracellular RNases, and subsequent sorption of NA on the carrier.
- NA reversibly binds to glass in the presence of a high concentration of chaotropic salts (for example, guanidine chloride, guanidine thiocyanate). Under these conditions, the binding of proteins to matrix does not occur.
- chaotropic salts for example, guanidine chloride, guanidine thiocyanate
- Chaotropic compounds are substances that disrupt the ordered structure of water and thereby bring membranes into a state of chaos (for example, urea, sodium iodide).
- chaotropic agents ensure the destruction of cell membranes and cell lysis, followed by the release of NA.
- Impurities are washed off with chaotropic salt, and chaotropic salt - with 80% ethanol.
- the purified NA is removed from the glass with a low ionic strength buffer.
- the residual amount of the carrier (for example, silicon dioxide) in the final solution of NA can inhibit the enzymatic reactions of OT and/or NPR.
- Precipitation involves the aggregation of NA (both DNA and RNA) in the presence of salt and alcohol. After precipitation with alcohol, NC is separated from the solution by centrifugation. The precipitate containing the target NA is repeatedly washed with alcohols and concentrated by centrifugation. At the final stage of the procedure, NA is dissolved in an aqueous buffer, often during incubation with heating to 55-65°C for better dissolution of the precipitate.
- a method for extracting NK by precipitation from such biological samples as blood, serum, plasma, other fluids (cerebrospinal fluid, saliva, semen and urine, etc.), blood products obtained from plasma or serum.
- This method is disclosed in patent EP1306446, priority date 02.08.2000, and includes the following steps: i) incubation of a biological sample with a reducing agent, co-precipitation and denaturing protein to degrade and denature proteins and other contaminants in a biological sample without the use of a protease; ii) direct alcohol precipitation.
- the method is implemented by using a kit for NA extraction, including a reducing agent, a co-recipient and a denaturing protein, while said kit does not contain a protease.
- the incubation takes place at 55-65°C, preferably about 60°C, for 5 minutes to 15 minutes, preferably about 10 minutes. Most preferably, the incubation is carried out at a temperature of about 60°C for about 10 minutes.
- the reaction mixture obtained in step i) is combined with a lower alcohol to precipitate NC. Suitable alcohols include isopropanol and ethanol or the like.
- isopropanol is added at a final concentration of 40% or more, or ethanol is added at a final concentration of 70% or more. Then the resulting mixture can be cooled to a temperature of minus 70°C to 4°C after adding a lower alcohol to improve the efficiency of salting out.
- the tube is incubated for 2 hours at a temperature of minus 20°C. Then it is centrifuged for 10 minutes at 20,000 g in the cold, the DNA precipitate is washed from salts with 0.5 ml of 70% ethanol at room temperature for 10 minutes. The precipitated DNA is dissolved in 30 ⁇ l of ddHrO [Patent RU 2584035, priority date 12.02.2015].
- This method was developed to isolate only DNA and is intended for extraction from samples of nail scales, while fragments of nail plates cannot be used as biological material.
- chloroform a highly toxic substance, is used.
- RIBO-prep reagent kit (RU No. FSR 2008/03147, TsNIIE, Russia) was used to isolate DNA from samples of the nail plates [First data on the prevalence in Russia of chromosomally integrated Human betaherpesvirus 6A/B, which is inherited. Domonova E.A., Silveistrova O.Yu., Goptar I.A., Kuleshov K.V., Nikiforova A.V., Matosova S.V., Shipulina O.Yu. Epidemiology and infectious diseases. Current Issues No. 4/2019, pp. 43-50].
- DNA extraction was performed according to the instructions for use of the RIBO-prep kit for RNA/DNA extraction from clinical material [https://www.amplisens.ru/upload/iblock/a39/PH6o-npen%20(apxHB)210319.pdf ].
- the instruction involves the following manipulations:
- the solution for lysis is heated at a temperature of 65°C until the crystals are completely dissolved, the required number of 1.5 ml disposable tubes with tight-fitting lids is selected (including negative and positive isolation controls) and 10 ⁇ l of VKO is added to each tube. Then 300 ⁇ l of solution for lysis is added to the tubes, the tubes are labeled.
- test tubes with solution for lysis and VKO make 100 ⁇ l of prepared samples using tips with a filter.
- 100 ⁇ l of the negative control sample (NCC) is added to the negative control tube (CC)
- 90 ⁇ l of the CCO and 10 ⁇ l of the positive control sample (PCC) are added to the positive control tube (PC).
- the contents of the tubes are thoroughly mixed on a vortex, then centrifuged for 5 seconds on a microcentrifuge to remove drops from the inner surface of the lid and heated for 5 minutes at 65°C in a thermostat.
- NA isolated from nail plate samples by the described extraction method did not have a sufficient degree of chemical purity and, in some cases, did not have an insufficient concentration for subsequent analysis by the PCR or RT-PCR method.
- a common disadvantage of the above methods of NA extraction is the insufficient yield of DNA/RNA, the degree of their purification, which, in turn, reduces the quality of further molecular biological studies up to the impossibility of their conduct.
- preliminary mechanical methods for homogenizing the samples under study are required.
- the problem to be solved by the claimed invention is is to obtain from samples of biological material - nail plates, a highly purified preparation of NK, free from inhibitors, with a high concentration, which ensures high analytical sensitivity of subsequent molecular biological studies (for example, including PCR, RT-PCR).
- the precipitation method includes the following stages: (i) lysis of biological material; (ii) precipitation; (iii) removing the supernatant and washing off the precipitate; (iii) dissolving the precipitate containing NA in the elution buffer, where 600 ⁇ l of lysis buffer is added to the nail plates at the lysis stage, then the contents of the tube are incubated at 65°C for 20 minutes, after which they are mixed and centrifuged at 13,000 rpm /min for 2 minutes, at the stage of precipitation, the resulting supernatant in a volume of 400 ⁇ l is added to separate tubes and the precipitation solution is added in an equal volume.
- the efficiency of all extraction steps can be controlled by using:
- IQR internal exogenous control sample
- NCO negative control sample
- PQS positive control sample
- VKO is added to each tube in a volume 50% more than the standard one (for example, recommended by the instructions for the reagent kit used) until the lysis buffer is added.
- OKO is introduced into a test tube intended for negative extraction control in a volume of 100 ⁇ l.
- PKO is introduced into a test tube designed for positive extraction control, in a volume of 100 ⁇ l at a concentration increased by 1.5 times.
- the tubes with OKO and PKO are thoroughly mixed on a vortex, droplets are precipitated from the inner surface of the lid by centrifugation for 5 seconds on a microcentrifuge, and only then incubated at a temperature of 65°C for 20 minutes.
- NA preparation can be used for molecular biological studies, including for PP-diagnostics.
- the collection of samples of the nail plates of the examined is carried out after removing the decorative varnish or gel polish (if there is a coating of the nail plate), thoroughly washing the hands, including the subungual spaces, and drying them with disposable napkins.
- Scissors cut off the free edge of the nail plate (3-4 samples) based on one study - 2 samples with a size close to 2x10 mm.
- Samples of nail plates intended for PCR research are placed in disposable sterile plastic containers with a lid or Eppendorf type test tubes. When collecting samples of biological material, only disposable sterile instruments are used.
- Extraction of total DNA/RNA is carried out by the precipitation method, for example, using a commercial kit of reagents. Extraction includes the following steps:
- test tube add VKO in a volume of 50% more than the standard one (for example, recommended by the instruction to the commercial reagent kit being used). Tubes are labelled.
- each test tube is filled with the biological material to be tested - 2 samples of nail plates with a size close to 2x10 mm.
- Carrying out manipulations in the indicated order eliminates the possibility of insufficient immersion of the studied samples of biological material in the lysis buffer, minimizing errors at this stage of the preanalytical stage.
- the tubes with OKO and PKO are thoroughly mixed on a vortex, centrifuged for 5 seconds in a microcentrifuge to remove drops from the inner surface of the cap.
- step (i) (e) the contents of the tubes obtained in step (i) (d) are mixed and centrifuged for 2 minutes at a speed of 13,000 rpm to separate from the still incompletely lysed constituents of the biological material under study.
- step (ii) (b) 400 ⁇ l of carefully collected supernatant liquid obtained as a result of step (i) is added to each tube.
- step (ii) (d) the contents of the tubes obtained in step (ii) (c) are vortexed and centrifuged in a microcentrifuge for 5 minutes at 13,000 rpm.
- the suspension obtained as a result of the implementation of stage (ii) is suitable for removing the supernatant and washing the precipitate.
- elution buffer consisting of a sterile solution with a low salt content to a test tube with a dried precipitate, mix and heat for 5 minutes at a temperature of 65 °C, shaking occasionally.
- the tubes are centrifuged at 13,000 rpm for 1 minute.
- a supernatant is obtained, which contains highly purified total DNA/RNA, ready for direct use in PCR or RT-PCR, and further molecular biological studies.
- the claimed method for extracting nucleic acids from samples of nail plates makes it possible to improve the quality and quantity (percentage of NA output) of the resulting total DNA/RNA preparation without significantly increasing the duration of the procedure and increasing the cost of the process.
- the claimed extraction method based on the principle of precipitation, in order to minimize the loss of total DNA / RNA and achieve the maximum possible removal of inhibitors of the PCR and RT-TTPR enzymatic processes, the volumes of reagents used, as well as the duration of the stages of incubation and centrifugation, are optimally selected. .
- the creation of the claimed invention is based on a study carried out at the FBUN TsNIIE Rospotrebnadzor.
- the material for the study was 440 samples of nail plates of 100 people aged from 5 days to 80 years (median age 29 years), among which: 44.0% of men (44/100) and 56% of women (56/100).
- the study was conducted in accordance with the legislation of the Russian Federation, international ethical standards and regulatory documents of the Central Research Institute of Epidemiology of Rospotrebnadzor with the written consent of the patients.
- NA concentration was carried out by fluorimetric method using a Qubit® 3 fluorimeter (Thermo Fisher Scientific, USA).
- the NA concentration was measured using highly sensitive fluorescent probes capable of selectively binding to target DNA or RNA molecules to form a fluorescent complex.
- the fluorescence intensity of the complex was proportional to the analyte concentration in the range of 0.2-100 ng/ ⁇ l and 5-100 ng/ ⁇ l for the original DNA and RNA sample, respectively.
- the DNA concentration in the biological material samples and the absence of the effect of inhibitors on the passage of the enzymatic reaction were determined by real-time PCR with analysis of the obtained results in a quantitative format (AmpliSens® NNUb-screen-titer-FL, FBSI TsNIIE Rospotrebnadzor, RF).
- the calculation of the DNA concentration, estimated by the human P-globin gene, was performed in 1g copies/ml.
- RNA concentration was calculated in lg copies/ml.
- FIG. 1 “Comparison of the concentration of DNA isolated from samples of the nail plates using different extraction methods” shows the results of the distributions of DNA concentrations, estimated by the human P-globin gene, in biological samples using four different methods, while the oblique shading column visualizes the results of the study , obtained by extraction using a standard protocol, and a column with horizontal shading - the results of the study obtained by performing extraction using a modified protocol according to the claimed method.
- FIG. 2 "Comparison of TKO RNA Concentration in Extraction of Nail Plate Samples by Different Methods” shows the concentration distributions of TKO, which is an artificially constructed RNA sequence inserted into the ms2 phage, in biological material samples using four different extraction methods, while the bar with oblique shading visualizes the results of the study obtained by carrying out the extraction using the standard protocol, and the column with horizontal shading - the results of the study obtained by carrying out the extraction using the modified protocol according to the claimed method.
- RNA extraction efficiency study excluded RT-TTPR passage inhibition, as assessed by the efficiency of exogenous internal control amplification, using four different methods.
- the results of concentration distributions of WKO, which is an artificially designed RNA sequence inserted into the phage ms2, in biological material samples using four different extraction methods are shown in Fig.2.
- the lowest concentration of RNA was determined in NA samples extracted from samples of nail plates according to the methodology of the comparison method (average 4.33 1g RNA copies/ml).
- the highest concentration of RNA - with the help of the proposed solution averaging 5.01 and 5.28 1g RNA copies/ml, respectively, for modified protocols according to the claimed method of prototype research (reagent kit No. 1) and comparison (reagent kit 2).
- the claimed invention allows for the extraction of total DNA/RNA from samples of biological material - nail plates, with a high concentration.
- concentration of total DNA according to the claimed method is up to 89.1 ng/ml, and total RNA - up to 454.0 ng/ml, that is, the claimed method allows to increase the yield of the total DNA/RNA preparation by at least 1.92 times.
- the lack of data on the inhibition of enzymatic reactions of the passage of NRP and RT-TTPR allows the use of both DNA and RNA for further studies.
- the solution proposed in the claimed invention is necessary and sufficient to achieve the task - extraction of DNA / RNA with a high degree of chemical purification, free from inhibitors, with a high concentration, suitable for PCR (RT-TTPR) and further molecular- biological research.
- Fig. 1 Comparison of the concentration of DNA isolated from nail plate samples using different extraction methods.
- Example 1 This example demonstrates the possibility of using RNA extracted from samples of the nail plates in molecular biological studies.
- Samples of the nail plates were collected after thorough washing of the hands of the subjects, including the subungual spaces, and drying with disposable napkins.
- the samples of biological material intended for analysis were placed in disposable sterile plastic test tubes of the Eppendorf type and labeled.
- RNA samples were divided on the basis of one study - 2 samples of nail plates with a size close to 2x10 mm. Extraction of RNA from samples of the nail plates was carried out according to the method of the claimed invention. For all samples extracted from samples of biological material, the RNA concentration was determined using a Qubit® 3 fluorimeter (Thermo Fisher Scientific, USA) according to the manufacturer's instructions. The test results are presented in Table 2. Quantitative characteristics of RNA extracted from the samples of the nail plates of a man (23 years old). Further, RNA samples were stored at a temperature not exceeding minus 70°C until testing as part of further molecular biological research, avoiding repeated thawing-freezing, but not more than one year.
- RNA extracted from samples of the nail plates according to the claimed method of the invention meet the requirements for samples intended for molecular biological studies. RNA samples are ready for further use.
- Example 2 This example demonstrates the possibility of using DNA extracted from samples of the nail plates in the study of hereditary predisposition to various multifactorial diseases, such as bleeding disorders, using the TTPR-RT method.
- the patient female, 33 years old, as part of the pregravid preparation, was sent for a laboratory examination to exclude a hereditary predisposition to blood clotting disorders. From the anamnesis it is known: a woman (born in 1987) of the correct physique with obesity (BMI 39.9), BP 125/70 mm Hg, Kaya's pregnancy ended in a spontaneous abortion for a period of 8 weeks in 2013, in a first-line relative (mother) had blood clotting disorders - deep vein thrombosis of the legs, blood type A (II) Rh positive, kell negative, phenotype C+c+E+e+, no complaints.
- BMI 39.9 the correct physique with obesity
- BP 125/70 mm Hg Kaya's pregnancy ended in a spontaneous abortion for a period of 8 weeks in 2013, in a first-line relative (mother) had blood clotting disorders - deep vein thrombosis of the legs, blood type A (II) Rh positive, kell negative, phen
- a PCR study of DNA isolated from samples of the nail plates was performed, including a qualitative determination of genotypes by polymorphisms 20210 G>A (rsl799963) in the prothrombin gene (F2) and R534Q G>A (rs6025, Leiden mutation) in the proaccelerin gene (F5).
- the validity of the result of the analysis was evaluated relative to the data obtained in the study of DNA extracted from a sample of whole venous blood of the subject, according to similar parameters.
- DNA samples were analyzed by real-time PCR using the AmpliSense® F2/F5-SNP-FL reagent kit (RU no. RZN 2019/8325, Central Research Institute of Epidemiology of Rospotrebnadzor, RF) according to the manufacturer’s instructions.
- Amplification results were set up and analyzed on a Rotor-Gene Q instrument with a real-time fluorescent signal detection system (Qiagen, Germany). The results of the laboratory examination of the patient are presented in Table 4. The results of the determination of genetic polymorphisms associated with the risk of thrombosis by RT-PCR.
- GG genotype a frequent (“wild type”) variant of the genotype (GG genotype) was detected in the examined woman for each of the analyzed polymorphisms: rsl799963 in the prothrombin gene (F2) and rs6025 in the proaccelerin gene (F5). 100% coincidence of the results obtained for the compared types of biological material (samples of nail plates and whole venous blood) of the patient was established when studying hereditary predisposition to impaired blood clotting (development of thrombosis) by PCR-RT, risk alleles were not identified.
- Example 3 This example demonstrates the possibility of using DNA extracted from samples of the nail plates in laboratory confirmation of hiHHV-6A status and deciphering the case of hereditary transmission of chromosomally integrated human herpes virus 6A (hiHHV-6A) in members of the same family.
- HHV-6A/B DNA was detected by PCR-RT at a concentration of >5 1g copies/10 5 cells in all types of biological material studied both in the child and in his mother (whole blood, blood plasma, oropharyngeal swab; urine child) without increasing the obtained values in dynamics.
- the determined the virus DNA concentration correlated with the number of cells in the test sample, as estimated by the human P-globin gene.
- the concentration of viral DNA was 5.23 1g copies/10 5 cells in the mother, 5.24 1g copies/10 5 cells in the child, 5.10 1g copies/10 5 cells in the blood plasma (for both); smear from the oropharynx - 5.27 and 5.29 1g copies/10 5 cells in mother and child, respectively; urine - 5.35 1g copies/10 5 cells (child).
- Virus-specific antibodies of the IgG class were not found in the blood serum samples of patients by ELISA.
- the concentration of HHV-6A/B DNA in the studied samples of the nail plates was determined by real-time PCR, taking into account the results of the analysis in a quantitative format (AmpliSens® NNUb-screen-titer-FL, FBSI TsNIIE Rospotrebnadzor, RF) according to the manufacturer's instructions. Amplification results were set up and analyzed on a Rotor-Gene Q instrument with a real-time fluorescent signal detection system (Qiagen, Germany). Concentration was calculated in logarithms of HHV-6A/B specific DNA copies per standard number (10 5 ) of human cells estimated by the P-globin gene.
- hereditary hiHHH-bA was verified based on the determination of virus DNA by the TTPR-RV method in samples of whole venous blood and nail plates of the child and mother at a concentration of 5.24, 5.37 and 5.23, 5.63 1g DNA copies of HHV-6A/B/10 5 cells, respectively.
- Species identification of the virus was carried out on the basis of data obtained using the massively parallel sequencing method (MiSeq, Illumina).
- the hiHHV-bA status of the child and mother was ascertained during the study of the total DNA of patients by the PNR method with specific primers complementary to the viral DNA region and human chromosomes, followed by the Sanger sequencing reaction.
- the quantitative and qualitative characteristics of the DNA isolated from the sample of the nail plates according to the claimed extraction method make it possible to conduct laboratory confirmation of the hiHHV-bA/B- status of the subjects.
- This example demonstrates a case of detection and laboratory confirmation of hiHHV-bA status in members of the same family in three generations (from father to daughter and grandson).
- Laboratory confirmation of hHHV-bA status was the rationale for excluding active HHV-6A infection and for excessive antiviral therapy.
- the claimed method for extracting nucleic acids from samples of nail plates is feasible using standard technical devices and equipment, and is necessary in various fields, for example, practical medicine (clinical and laboratory diagnostics, medical genetics), forensic, forensic practice (for example, within the framework of DNA testing). -personal identification), gene fingerprinting and DR-
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Zoology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Description
СПОСОБ ЭКСТРАКЦИИ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ ИЗ НОГТЕВЫХ ПЛАСТИН METHOD FOR EXTRACTION OF NUCLEIC ACIDS FROM NAIL PLATES
Область техники Technical field
Изобретение относится к биотехнологии, молекулярной биологии, микробиологии и медицине и предназначено для экстракции нуклеиновых кислот (НК) из биологического материала - ногтевых пластин, для последующего анализа методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) или обратной транскрипции (ОТ) и ПЦР (ОТ-ПЦР). The invention relates to biotechnology, molecular biology, microbiology and medicine and is intended for the extraction of nucleic acids (NA) from biological material - nail plates, for subsequent analysis by polymerase chain reaction (PCR) or reverse transcription (RT) and PCR (RT-PCR) .
Предшествующий уровень техники Prior Art
Получившие широкое распространение лабораторные методы выделения НК описаны, например, в J. Sambrook, D.W. Russel, Molecular Cloning: A Laboratory Manual. Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2001, NY, v. 1; Short protocols in molecular biology, Wiley, 1995, или в Wilcockson J. The Use of Sodium Perchlorate in Deproteinization During the Preparation of Nucleic Acids // Biochem. J. 1973. V. 135. P. 559-561. Классические методы экстракции НК из «сложных» исходных образцов, таких как кровь или ткани, включают в себя лизис биологического материала детергентами или хаотропными агентами иногда в присутствии разрушающих белки ферментов. После этого этапа следуют несколько стадий, в которых используются органические растворители, такие как фенол и/или хлороформ или этанол. Widely used laboratory methods for the isolation of NA are described, for example, in J. Sambrook, D.W. Russell, Molecular Cloning: A Laboratory Manual. Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2001, NY, v. one; Short protocols in molecular biology, Wiley, 1995, or in Wilcockson J. The Use of Sodium Perchlorate in Deproteinization During the Preparation of Nucleic Acids // Biochem. J. 1973. V. 135. P. 559-561. Classical methods for the extraction of NA from "complex" initial samples, such as blood or tissues, include the lysis of biological material with detergents or chaotropic agents, sometimes in the presence of protein-degrading enzymes. This step is followed by several steps using organic solvents such as phenol and/or chloroform or ethanol.
На современном этапе наиболее эффективными методами выделения и очистки НК при работе со «сложным» биологическим материалом, таким как ногтевые пластины, признаются сорбционный или преципитационный. At the present stage, the most effective methods for isolating and purifying NCs when working with "complex" biological material, such as nail plates, are recognized as sorption or precipitation.
Сорбционные методики экстракции НК обеспечивают довольно высокую степень очистки из различных типов биологического материала. Наиболее известным из уровня техники является способ выделения НК, предложенный Boom с соавторами [US 5234809, дата приоритета 01.07.1991]. Этот способ включает в себя стадию лизиса клеток сильным хаотропным агентом, который разрушает клеточные мембраны и инактивирует внутриклеточные РНКазы, и последующую сорбцию НК на носителе. НК обратимо связывается со стеклом в присутствии высокой концентрации хаотропных солей (например, гуанидин хлорида, гуанидин тиоцианата). В таких условиях связывания белков с матрицей не происходит. Хаотропные соединения представляют собой вещества, нарушающие упорядоченную структуру воды и тем самым приводящие мембраны в состояние хаоса (например, мочевина, йодид натрия). Таким образом, помимо связывания, хаотропные агенты обеспечивают разрушение клеточных мембран и лизис клеток с последующим выходом НК. Примеси отмываются хаотропной солью, а хаотропная соль - 80% этанолом. Очищенная НК снимается со стекла буфером с низкой ионной силой. Sorption methods of NA extraction provide a fairly high degree of purification from various types of biological material. The best known of the prior art is the method of isolation of NK, proposed by Boom et al. [US 5234809, priority date 07/01/1991]. This method includes the stage of cell lysis with a strong chaotropic agent, which destroys cell membranes and inactivates intracellular RNases, and subsequent sorption of NA on the carrier. NA reversibly binds to glass in the presence of a high concentration of chaotropic salts (for example, guanidine chloride, guanidine thiocyanate). Under these conditions, the binding of proteins to matrix does not occur. Chaotropic compounds are substances that disrupt the ordered structure of water and thereby bring membranes into a state of chaos (for example, urea, sodium iodide). Thus, in addition to binding, chaotropic agents ensure the destruction of cell membranes and cell lysis, followed by the release of NA. Impurities are washed off with chaotropic salt, and chaotropic salt - with 80% ethanol. The purified NA is removed from the glass with a low ionic strength buffer.
Несмотря на высокую степень популярности сорбционных методик, их применение может быть сопряжено с потерями НК вследствие необратимой сорбции на носителе или в процессе нескольких промываний. Кроме того, остаточное количество носителя (например, диоксида кремния) в конечном растворе НК может ингибировать ферментативные реакции ОТ и/или ПНРDespite the high degree of popularity of sorption techniques, their use can be associated with the loss of NC due to irreversible sorption on the carrier or in the course of several washings. In addition, the residual amount of the carrier (for example, silicon dioxide) in the final solution of NA can inhibit the enzymatic reactions of OT and/or NPR.
Преципитация (спиртовое осаждение) предполагает агрегацию НК (как ДНК, так и РНК) в присутствии соли и спирта. После осаждения спиртом НК отделяется от раствора центрифугированием. Осадок, содержащий целевую НК, неоднократно промывается спиртами и концентрируется центрифугированием. На завершающем этапе процедуры происходит растворение НК в водном буфере, часто в процессе инкубирования при нагревании до 55-65°С для лучшего растворения осадка. Precipitation (alcohol precipitation) involves the aggregation of NA (both DNA and RNA) in the presence of salt and alcohol. After precipitation with alcohol, NC is separated from the solution by centrifugation. The precipitate containing the target NA is repeatedly washed with alcohols and concentrated by centrifugation. At the final stage of the procedure, NA is dissolved in an aqueous buffer, often during incubation with heating to 55-65°C for better dissolution of the precipitate.
Преимуществом данной технологии является возможность работы со «сложными» образцами, выделяя в равной степени, как ДНК, так и РНК, однако спиртовое осаждение приводит к преципитации не только НК, но и белков, что в свою очередь затрудняет получение чистого препарата. Наиболее простым путем решения проблемы с нежелательными примесями является уменьшение исходного объема анализируемого образца, однако такой подход неприменим, если необходимо получить в результате препарат НК с высокой степенью химической чистоты и высокой концентрацией. The advantage of this technology is the ability to work with "complex" samples, isolating both DNA and RNA equally, however, alcohol precipitation leads to the precipitation of not only NAs, but also proteins, which in turn makes it difficult to obtain a pure preparation. The simplest way to solve the problem with undesirable impurities is to reduce the initial volume of the analyzed sample, however, this approach is not applicable if it is necessary to obtain an NC preparation with a high degree of chemical purity and high concentration as a result.
Из уровня техники известен способ экстракции НК методом преципитации из таких биологических образцов, как кровь, сыворотка, плазма, иные жидкости (спинномозговая жидкость, слюна, сперма и моча и др.), продукты крови, полученные из плазмы или сыворотки. Данный способ раскрывается в патенте ЕР1306446, дата приоритета 02.08.2000, и включает следующие стадии: i) инкубирование биологического образца с восстанавливающим агентом, соосаждением и денатурирующим белком для разложения и денатурирования белков и других загрязняющих веществ в биологическом образце без использования протеазы; ii) прямое осаждение спиртом. Способ реализуется посредством применения набора для извлечения НК, включающего восстановитель, сореципитент и денатурирующий белок, при этом упомянутый набор не содержит протеазу. На стадии i) инкубация происходит при 55-65°С, предпочтительно около 60°С, в течение от 5 минут до 15 минут, предпочтительно, около 10 минут. Наиболее предпочтительно инкубация проводится при температуре около 60°С в течение около 10 минут. На стадии ii) реакционную смесь, полученную на стадии i) объединяют с низшим спиртом для осаждения НК. Подходящие спирты включают изопропанол и этанол или тому подобное. Предпочтительно изопропанол добавляют при конечной концентрации 40% или более или этанол добавляют при конечной концентрации 70% или более. Затем полученную смесь можно охладить до температуры от минус 70°С до 4°С после добавления низшего спирта для повышения эффективности высаливания. From the prior art, a method is known for extracting NK by precipitation from such biological samples as blood, serum, plasma, other fluids (cerebrospinal fluid, saliva, semen and urine, etc.), blood products obtained from plasma or serum. This method is disclosed in patent EP1306446, priority date 02.08.2000, and includes the following steps: i) incubation of a biological sample with a reducing agent, co-precipitation and denaturing protein to degrade and denature proteins and other contaminants in a biological sample without the use of a protease; ii) direct alcohol precipitation. The method is implemented by using a kit for NA extraction, including a reducing agent, a co-recipient and a denaturing protein, while said kit does not contain a protease. In step i) the incubation takes place at 55-65°C, preferably about 60°C, for 5 minutes to 15 minutes, preferably about 10 minutes. Most preferably, the incubation is carried out at a temperature of about 60°C for about 10 minutes. In step ii) the reaction mixture obtained in step i) is combined with a lower alcohol to precipitate NC. Suitable alcohols include isopropanol and ethanol or the like. Preferably, isopropanol is added at a final concentration of 40% or more, or ethanol is added at a final concentration of 70% or more. Then the resulting mixture can be cooled to a temperature of minus 70°C to 4°C after adding a lower alcohol to improve the efficiency of salting out.
Несмотря на то, что указанный способ является наиболее распространенным при проведении экстракции НК методом преципитации, он не позволяет обеспечить достаточно высокий процент выхода высокоочищенной тотальной ДНК/РНК из образцов ногтевых пластин. Despite the fact that this method is the most common for NA extraction by the precipitation method, it does not provide a sufficiently high yield of highly purified total DNA/RNA from nail plate samples.
Из уровня техники известен способ экстракции ДНК из биологического материала ногтей методом преципитации, где в 1,5 мл пробирку с 100 мкл лизирующего буфера (50 мМ ТрисНО pH 9,5, 250 мМ КС1, 60 мМ NaHCCh) вносят ногтевые чешуйки и инкубируют при температуре 90-95°С 5-10 минут. К лизату добавляют равный объем смеси хлороформа и изоамилового спирта (в соотношении 24: 1), после чего всю смесь перемешивают и центрифугируют 10 минут при 9 000 g. Верхнюю фазу отбирают и добавляют 0,1 объема ЗМ ацетата натрия и 2 объема этилового спирта. После этого пробирку инкубируют в течение 2 часов при температуре минус 20°С. Далее центрифугируют 10 минут при 20 000 g на холоде, осадок ДНК отмывают от солей 0,5 мл 70% этилового спирта при комнатной температуре в течение 10 минут. Осажденную ДНК растворяют в 30 мкл ddHrO [Патент RU 2584035, дата приоритета 12.02.2015]. Данный способ разработан для выделения только ДНК и предназначен для проведения экстракции из образцов ногтевых чешуек, при этом в качестве биологического материала не могут быть использованы фрагменты ногтевых пластин. Кроме того, при реализации упомянутого способа применяется хлороформ - высокотоксичное вещество. From the prior art, a method is known for extracting DNA from the biological material of nails by the precipitation method, where nail flakes are introduced into a 1.5 ml tube with 100 μl of lysis buffer (50 mM TrisNO pH 9.5, 250 mM KC1, 60 mM NaHCCh) and incubated at a temperature 90-95°C 5-10 minutes. An equal volume of a mixture of chloroform and isoamyl alcohol (in a ratio of 24: 1) is added to the lysate, after which the entire mixture is stirred and centrifuged for 10 minutes at 9,000 g. The upper phase is removed and 0.1 volumes of 3M sodium acetate and 2 volumes of ethanol are added. After that, the tube is incubated for 2 hours at a temperature of minus 20°C. Then it is centrifuged for 10 minutes at 20,000 g in the cold, the DNA precipitate is washed from salts with 0.5 ml of 70% ethanol at room temperature for 10 minutes. The precipitated DNA is dissolved in 30 µl of ddHrO [Patent RU 2584035, priority date 12.02.2015]. This method was developed to isolate only DNA and is intended for extraction from samples of nail scales, while fragments of nail plates cannot be used as biological material. In addition, when implementing the above method, chloroform, a highly toxic substance, is used.
Также известно, что для выделения ДНК из образцов ногтевых пластин использовался комплект реагентов «РИБО-преп» (РУ № ФСР 2008/03147, ЦНИИЭ, Россия) [Первые данные о распространенности в России хромосомноинтегрированного Human betaherpesvirus 6А/В, передаваемого по наследству. Домонова Э.А., Сильвейстрова О.Ю., Гоптарь И. А., Кулешов К. В., Никифорова А.В., Матосова С. В., Шипулина О.Ю. Эпидемиология и инфекционные болезни. Актуальные вопросы № 4/2019, стр. 43-50]. Экстракцию ДНК проводили согласно инструкции по применению комплекта реагентов для выделения РНК/ДНК из клинического материала «РИБО-преп» [https://www.amplisens.ru/upload/iblock/a39/PH6o-npen%20(apxHB)210319.pdf]. Инструкция предполагает проведение следующих манипуляций: It is also known that the RIBO-prep reagent kit (RU No. FSR 2008/03147, TsNIIE, Russia) was used to isolate DNA from samples of the nail plates [First data on the prevalence in Russia of chromosomally integrated Human betaherpesvirus 6A/B, which is inherited. Domonova E.A., Silveistrova O.Yu., Goptar I.A., Kuleshov K.V., Nikiforova A.V., Matosova S.V., Shipulina O.Yu. Epidemiology and infectious diseases. Current Issues No. 4/2019, pp. 43-50]. DNA extraction was performed according to the instructions for use of the RIBO-prep kit for RNA/DNA extraction from clinical material [https://www.amplisens.ru/upload/iblock/a39/PH6o-npen%20(apxHB)210319.pdf ]. The instruction involves the following manipulations:
Раствор для лизиса прогревают при температуре 65°С до полного растворения кристаллов, отбирают необходимое количество одноразовых пробирок на 1,5 мл с плотно закрывающимися крышками (включая отрицательный и положительный контроли выделения) и вносят в каждую пробирку по 10 мкл ВКО. Затем в пробирки добавляют по 300 мкл раствора для лизиса, пробирки маркируют. В пробирки с раствором для лизиса и ВКО, вносят по 100 мкл подготовленных проб, используя наконечники с фильтром. В пробирку отрицательного контроля (ОК) выделения вносят 100 мкл отрицательного контрольного образца (ОКО), в пробирку положительного контроля (ПК) выделения вносят 90 мкл ОКО и 10 мкл положительного контрольного образца (ПКО). Содержимое пробирок тщательно перемешивают на вортексе, далее центрифугируют в течение 5 секунд на микроцентрифуге для удаления капель с внутренней поверхности крышки и прогревают 5 минут при 65°С в термостате. Добавляют в пробирки по 400 мкл раствора для преципитации, перемешивают на вортексе, затем центрифугируют их на микроцентрифуге в течение 5 минут при 13 000 об/мин. Аккуратно отбирают надосадочную жидкость, не задевая осадок, используя вакуумный отсасыватель и отдельный наконечник на 200 мкл для каждой пробы. В пробирки добавляют по 500 мкл раствора для отмывки, плотно закрывают крышки, осторожно промывают осадок, переворачивая пробирки 3-5 раз, затем центрифугируют при 13 000 об/мин в течение 1-2 минуты на микроцентрифуге. Осторожно, не захватывая осадок, отбирают надосадочную жидкость, используя вакуумный отсасыватель и отдельный наконечник на 10 мкл для каждой пробы. Добавляют в пробирки по 200 мкл раствора для отмывки, плотно закрывают крышки и осторожно промывают осадок, переворачивая пробирки 3-5 раз, после чего центрифугируют при 13 000 об/мин в течение 1-2 минут на микроцентрифуге. Осторожно, не захватывая осадок, отбирают надосадочную жидкость, используя вакуумный отсасыватель и отдельный наконечник на 10 мкл для каждой пробы. Помещают пробирки в термостат при температуре 65°С на 5 минут для подсушивания осадка, добавляют в пробирки по 50 мкл РНК-буфера, перемешивают на вортексе, помещают в термостат при температуре 65 °C на 5 минут, периодически встряхивая на вортексе. В заключение пробирки центрифугируют при 13 000 об/мин в течение 1 минуты на микроцентрифуге. Надосадочная жидкость содержит очищенные РНК и ДНК, пробы готовы к постановке реакции ОТ и ПНР The solution for lysis is heated at a temperature of 65°C until the crystals are completely dissolved, the required number of 1.5 ml disposable tubes with tight-fitting lids is selected (including negative and positive isolation controls) and 10 µl of VKO is added to each tube. Then 300 μl of solution for lysis is added to the tubes, the tubes are labeled. In test tubes with solution for lysis and VKO, make 100 μl of prepared samples using tips with a filter. 100 µl of the negative control sample (NCC) is added to the negative control tube (CC), 90 µl of the CCO and 10 µl of the positive control sample (PCC) are added to the positive control tube (PC). The contents of the tubes are thoroughly mixed on a vortex, then centrifuged for 5 seconds on a microcentrifuge to remove drops from the inner surface of the lid and heated for 5 minutes at 65°C in a thermostat. Add 400 µl of the precipitation solution to the tubes, mix on a vortex, then centrifuge them on a microcentrifuge for 5 minutes at 13,000 rpm. Carefully remove the supernatant, without touching the precipitate, using a vacuum aspirator and a separate 200 µl tip for each sample. Add 500 µl of wash solution to the tubes, tightly close the lids, carefully wash the precipitate by turning the tubes 3-5 times, then centrifuge at 13,000 rpm for 1-2 minutes in a microcentrifuge. Carefully, without trapping the pellet, remove the supernatant using a vacuum aspirator and a separate 10 µl tip for each sample. Add 200 µl of wash solution to the tubes, tightly close the lids and carefully wash the precipitate by turning the tubes 3-5 times, then centrifuge at 13,000 rpm for 1-2 minutes in a microcentrifuge. Carefully, without trapping the pellet, remove the supernatant using a vacuum aspirator and a separate 10 µl tip for each sample. Place the tubes in a thermostat at 65°C for 5 minutes to dry the precipitate, add 50 µl of RNA buffer to the tubes, mix on a vortex, place in a thermostat at a temperature of 65°C for 5 minutes, periodically shaking on the vortex. Finally, the tubes are centrifuged at 13,000 rpm for 1 minute in a microcentrifuge. The supernatant contains purified RNA and DNA, the samples are ready for RT and NDP reactions.
Дальнейшие расширенные лабораторные исследования показали, что НК, выделенные из образцов ногтевых пластин, описанным способом экстракции, не обладают достаточной степенью химической чистоты и в ряде случаев имеют недостаточную концентрацию для последующего анализа методом ПНР или ОТ-ПЦР. Further extended laboratory studies showed that NA isolated from nail plate samples by the described extraction method did not have a sufficient degree of chemical purity and, in some cases, did not have an insufficient concentration for subsequent analysis by the PCR or RT-PCR method.
Общим недостатком перечисленных выше способов экстракции НК является недостаточный процент выхода ДНК/РНК, степень их очистки, что, в свою очередь, снижает качество дальнейших молекулярно-биологических исследований вплоть до невозможности их проведения. Кроме того, в подавляющем большинстве случаев при выполнении процедуры выделения НК из ногтевых пластин необходимы предварительные механические способы гомогенизации исследуемых образцов. A common disadvantage of the above methods of NA extraction is the insufficient yield of DNA/RNA, the degree of their purification, which, in turn, reduces the quality of further molecular biological studies up to the impossibility of their conduct. In addition, in the overwhelming majority of cases, when performing the procedure for isolating NCs from nail plates, preliminary mechanical methods for homogenizing the samples under study are required.
Раскрытие изобретения Disclosure of invention
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является получение из образцов биологического материала - ногтевых пластин, высокоочищенного препарата НК, свободного от ингибиторов, с высокой концентрацией, что обеспечивает высокую аналитическую чувствительность последующих молекулярно-биологических исследований (например, включающих ПЦР, ОТ-ПЦР). The problem to be solved by the claimed invention is is to obtain from samples of biological material - nail plates, a highly purified preparation of NK, free from inhibitors, with a high concentration, which ensures high analytical sensitivity of subsequent molecular biological studies (for example, including PCR, RT-PCR).
Технический результат достигается за счет того, что при проведении экстракции НК применяется метод преципитации, включающей стадии: (i) лизиса биологического материала; (ii) преципитации; (iii) удаления супернатанта и отмывки осадка; (iiii) растворение осадка, содержащего НК, в буфере для элюции, где на стадии лизиса к ногтевым пластинам добавляют 600 мкл лизирующего буфера, затем содержимое пробирки инкубируют при температуре 65°С в течение 20 минут, после чего перемешивают и центрифугируют при 13 000 об/мин в течение 2 минут, на стадии преципитации полученную надосадочную жидкость в объеме 400 мкл вносят в отдельные пробирки и добавляют раствор для преципитации в равном объеме. The technical result is achieved due to the fact that during the extraction of NC, the precipitation method is used, which includes the following stages: (i) lysis of biological material; (ii) precipitation; (iii) removing the supernatant and washing off the precipitate; (iii) dissolving the precipitate containing NA in the elution buffer, where 600 µl of lysis buffer is added to the nail plates at the lysis stage, then the contents of the tube are incubated at 65°C for 20 minutes, after which they are mixed and centrifuged at 13,000 rpm /min for 2 minutes, at the stage of precipitation, the resulting supernatant in a volume of 400 μl is added to separate tubes and the precipitation solution is added in an equal volume.
При этом для проведения одного исследования используется 2 образца ногтевых пластин размером, приближенном к 2x10 мм. At the same time, 2 samples of nail plates with a size close to 2x10 mm are used for one study.
Эффективность всех этапов экстракции может быть проконтролирована за счет использования: The efficiency of all extraction steps can be controlled by using:
- внутреннего экзогенного контрольного образца (ВКО), представляющего собой искусственно сконструированную последовательность НК, а также: - an internal exogenous control sample (IQR), which is an artificially constructed NA sequence, as well as:
- отрицательного контрольного образца (ОКО), представляющего собой стерильный раствор, не содержащий ДНК и РНК, - a negative control sample (NCO), which is a sterile solution that does not contain DNA and RNA,
- положительного контрольного образца (ПКО), представляющего собой искусственно сконструированную последовательность НК искомой мишени (например, фрагмент уникальной последовательности ДНК микроорганизма). - a positive control sample (PQS), which is an artificially constructed NA sequence of the desired target (for example, a fragment of a unique DNA sequence of a microorganism).
При этом ВКО вносят в каждую пробирку в объеме на 50% больше стандартного (например, рекомендуемого инструкцией к используемому набору реагентов) до момента внесения лизирующего буфера. At the same time, VKO is added to each tube in a volume 50% more than the standard one (for example, recommended by the instructions for the reagent kit used) until the lysis buffer is added.
ОКО вносят в пробирку, предназначенную для отрицательного контроля экстракции, в объеме 100 мкл. ПКО вносят в пробирку, предназначенную для положительного контроля экстракции, в объеме 100 мкл в концентрации, увеличенной в 1,5 раза. После добавления лизирующего буфера пробирки с ОКО и ПКО тщательно перемешивают на вортексе, осаждают капли с внутренней поверхности крышки центрифугированием в течение 5 секунд на микроцентрифуге и только после этого инкубируют при температуре 65°С в течение 20 минут. OKO is introduced into a test tube intended for negative extraction control in a volume of 100 μl. PKO is introduced into a test tube designed for positive extraction control, in a volume of 100 μl at a concentration increased by 1.5 times. After adding the lysis buffer, the tubes with OKO and PKO are thoroughly mixed on a vortex, droplets are precipitated from the inner surface of the lid by centrifugation for 5 seconds on a microcentrifuge, and only then incubated at a temperature of 65°C for 20 minutes.
Предлагаемый способ экстракции НК позволяет быстро и с высоким показателем выхода (не менее чем в 2,08 и 1,92 раза больше для ДНК и РНК, соответственно, по сравнению с прототипом) осуществлять одновременно процедуру выделения и очистки НК из таких «сложных» типов биологического материала как ногтевые пластины. Полученный препарат НК можно использовать для проведения молекулярно-биологических исследований, в том числе для ПП -д иагностики The proposed method for the extraction of NA allows you to quickly and with a high yield (at least 2.08 and 1.92 times more for DNA and RNA, respectively, compared with the prototype) to simultaneously carry out the procedure for isolating and purifying NA from such "complex" types biological material such as nail plates. The resulting NA preparation can be used for molecular biological studies, including for PP-diagnostics.
Заявляемое решение реализуется следующим образом: The proposed solution is implemented as follows:
Сбор образцов ногтевых пластин обследуемых производят после удаления декоративного лака или гель-лака (при наличии покрытия ногтевой пластины), тщательного мытья рук, включая подногтевые пространства, и обсушивания одноразовыми салфетками. Ножницами обрезают свободный край ногтевой пластины (3-4 образца) из расчета на одно исследование - 2 образца размером, приближенным к 2x10 мм. The collection of samples of the nail plates of the examined is carried out after removing the decorative varnish or gel polish (if there is a coating of the nail plate), thoroughly washing the hands, including the subungual spaces, and drying them with disposable napkins. Scissors cut off the free edge of the nail plate (3-4 samples) based on one study - 2 samples with a size close to 2x10 mm.
Предназначенные для ПЦР-исследования образцы ногтевых пластин помещают в одноразовые стерильные пластиковые контейнеры с крышкой или пробирки типа «Эппендорф». При сборе образцов биологического материала используют только одноразовый стерильный инструментарий. Samples of nail plates intended for PCR research are placed in disposable sterile plastic containers with a lid or Eppendorf type test tubes. When collecting samples of biological material, only disposable sterile instruments are used.
Экстракция тотальной ДНК/РНК осуществляется методом преципитации, например с применением коммерческого набора реагентов. Экстракция включает следующие стадии: Extraction of total DNA/RNA is carried out by the precipitation method, for example, using a commercial kit of reagents. Extraction includes the following steps:
(i) лизис биологического материала, при котором: (i) lysis of biological material, in which:
(i) (а) отбирают необходимое количество одноразовых полипропиленовых микропробирок с плотно закрывающимися крышками. (i) (a) select the required number of disposable polypropylene microtubes with tight-fitting lids.
Если протоколом исследования предусмотрено использование внутреннего контрольного образца, то в каждую пробирку вносят ВКО в объеме на 50% больше стандартного (например, рекомендуемого инструкцией к используемому коммерческому набору реагентов). Пробирки маркируют.If the study protocol provides for the use of an internal control sample, then in each test tube add VKO in a volume of 50% more than the standard one (for example, recommended by the instruction to the commercial reagent kit being used). Tubes are labelled.
(i) (b) в каждую пробирку вносят исследуемый биологический материал - 2 образца ногтевых пластин размером, приближенным к 2x10 мм. (i) (b) each test tube is filled with the biological material to be tested - 2 samples of nail plates with a size close to 2x10 mm.
Если протоколом исследования предусмотрено использование отрицательного и положительного контролей прохождения этапа выделения НК, то в пробирку, предназначенную для отрицательного контроля экстракции, вносят 100 мкл ОКО, а в пробирку, предназначенную для положительного контроля экстракции, вносят 100 мкл ПКО в концентрации увеличенной в 1,5 раза. If the study protocol provides for the use of negative and positive controls for passing through the NA isolation stage, then 100 µl of CKO is added to the test tube intended for negative extraction control, and 100 µl of FKO at a concentration increased by 1.5 is added to the test tube intended for positive extraction control. times.
(i) (с) в пробирки добавляют по 600 мкл предварительно прогретого до 65°С (до полного растворения кристаллов) лизирующего буфера, включающего в свой состав хаотропный агент, например гуанидин тиоционат. Биологический материал должен быть полностью погружен в раствор. (i) (c) 600 µl of lysis buffer preheated to 65°C (until the crystals are completely dissolved) containing a chaotropic agent, for example, guanidine thiocyanate, is added to the test tubes. The biological material must be completely immersed in the solution.
Проведение манипуляций в указанном порядке исключает возможность недостаточного погружения исследуемых образцов биологического материала в лизирующий буфер, сводя к минимуму ошибки на данной стадии преаналитического этапа. Carrying out manipulations in the indicated order eliminates the possibility of insufficient immersion of the studied samples of biological material in the lysis buffer, minimizing errors at this stage of the preanalytical stage.
Если протоколом экстракции предусмотрено использование отрицательного и положительного контролей прохождения этапа выделения НК, то пробирки с ОКО и ПКО тщательно перемешивают на вортексе, центрифугируют в течение 5 секунд на микроцентрифуге для удаления капель с внутренней поверхности крышки. If the extraction protocol provides for the use of negative and positive controls for the passage of the NA isolation stage, then the tubes with OKO and PKO are thoroughly mixed on a vortex, centrifuged for 5 seconds in a microcentrifuge to remove drops from the inner surface of the cap.
(i) (d) содержимое пробирок, полученное по стадии (i) (с), инкубируют в течение 20 минут при температуре 65°С. (i) (d) the contents of the tubes obtained in step (i) (c) are incubated for 20 minutes at 65°C.
(i) (е) содержимое пробирок, полученное на стадии (i) (d), перемешивают и центрифугируют в течение 2 минут при скорости 13 000 об/мин для отделения от еще неполностью лизированных составных частей исследуемого биологического материала. (i) (e) the contents of the tubes obtained in step (i) (d) are mixed and centrifuged for 2 minutes at a speed of 13,000 rpm to separate from the still incompletely lysed constituents of the biological material under study.
В результате получают надосадочную жидкость, пригодную для проведения преципитации. The result is a supernatant suitable for precipitation.
(й) преципитация, где: (j) precipitation, where:
(й) (а) отбирают необходимое количество одноразовых полипропиленовых микропробирок с плотно закрывающимися крышками. Пробирки маркируют. (d) (a) select the required number of disposable polypropylene microtubes with tight-fitting lids. Tubes are labelled.
(ii) (b) в каждую пробирку вносят по 400 мкл аккуратно отобранной над осад очной жидкости, полученной в результате реализации стадии (i). (ii) (b) 400 µl of carefully collected supernatant liquid obtained as a result of step (i) is added to each tube.
(ii) (с) в каждую пробирку к надосадочной жидкости добавляют по 400 мкл раствора для преципитации, содержащий изопропанол - изопропиловый спирт. (ii) (c) Add 400 µl of precipitation solution containing isopropanol-isopropyl alcohol to the supernatant in each tube.
(ii) (d) содержимое пробирок, полученное по стадии (ii) (с) перемешивают на вортексе и центрифугируют на микроцентрифуге в течение 5 минут при 13 000 об/мин. (ii) (d) the contents of the tubes obtained in step (ii) (c) are vortexed and centrifuged in a microcentrifuge for 5 minutes at 13,000 rpm.
Полученная в результате реализации стадии (ii) суспензия пригодна для удаления супернатанта и отмывки осадка. The suspension obtained as a result of the implementation of stage (ii) is suitable for removing the supernatant and washing the precipitate.
(iii) удаление супернатанта и отмывка осадка, при которой: (iii) removal of the supernatant and washing of the precipitate, in which:
(iii) (а) из пробирки отбирают надосадочную жидкость, не задевая осадок и используя отдельный наконечник для каждой пробы. (iii) (a) Remove the supernatant from the tube without touching the pellet and using a separate tip for each sample.
(iii) (b) к осадку в пробирки добавляют 500 мкл раствора для отмывки, который содержит 70% этиловый спирт, укупоривают пробирку и промывают осадок, переворачивая пробирки 3-5 раз. (iii) (b) Add 500 µl of a wash solution containing 70% ethanol to the pellet in the tubes, stopper the tube, and wash the pellet by inverting the tubes 3-5 times.
(iii) (с) центрифугируют при 13 000 об/мин в течение 1-2 минут и, не захватывая осадок, отбирают надосадочную жидкость, используя отдельный наконечник для каждой пробы. (iii) (c) centrifuge at 13,000 rpm for 1-2 minutes and, without capturing the pellet, withdraw the supernatant using a separate tip for each sample.
(iii) (d) к осадку в пробирку добавляют 200 мкл раствора для отмывки, содержащий 95% этиловый спирт или смесь 70% ацетона и 70% этилового спирта в равных пропорциях, укупоривают пробирку и промывают осадок, переворачивая пробирки 3-5 раз; (iii) (d) add 200 µl of a wash solution containing 95% ethanol or a mixture of 70% acetone and 70% ethanol in equal proportions to the precipitate in the tube, stopper the tube and wash the precipitate by inverting the tubes 3-5 times;
(iii) (е) центрифугируют при 13 000 об/мин в течение 1-2 минут и, не захватывая осадок, отбирают надосадочную жидкость, используя отдельный наконечник для каждой пробы; (iii) (e) centrifuge at 13,000 rpm for 1-2 minutes and, without capturing the pellet, withdraw the supernatant using a separate tip for each sample;
(iii) (f) пробирки с открытыми крышками помещают в термостат, прогретый до температуры 65°С на 5 минут для подсушивания осадка. (iii) (f) tubes with open lids are placed in a thermostat heated to a temperature of 65°C for 5 minutes to dry the precipitate.
В результате получают подсушенный осадок, пригодный для последующего элюирования в целях получения препарата тотальной ДНК/РНК. As a result, a dried precipitate is obtained, suitable for subsequent elution in order to obtain a total DNA/RNA preparation.
(iiii) растворение осадка, содержащего НК, в буфере для элюции, при которой: (iiii) dissolving the precipitate containing NA in the elution buffer, at which:
- в пробирку с подсушенным осадком добавляют 50 мкл буфера для элюции, состоящего из стерильного раствора с низким содержанием соли, перемешивают и нагревают в течение 5 минут при температуре 65 °C периодически встряхивая. - add 50 µl of elution buffer consisting of a sterile solution with a low salt content to a test tube with a dried precipitate, mix and heat for 5 minutes at a temperature of 65 °C, shaking occasionally.
- пробирки центрифугируют при 13 000 об/мин в течение 1 минуты. - the tubes are centrifuged at 13,000 rpm for 1 minute.
На выходе получают надосадочную жидкость, которая содержит высокоочищенную тотальную ДНК/РНК, готовую для непосредственного использования в постановке ПЦР или ОТ-ПЦР, и проведения дальнейших молекулярно-биологических исследований. At the output, a supernatant is obtained, which contains highly purified total DNA/RNA, ready for direct use in PCR or RT-PCR, and further molecular biological studies.
Заявляемый способ экстракции нуклеиновых кислот из образцов ногтевых пластин позволяет повысить качество и количество (процент выхода НК) получаемого препарата тотальной ДНК/РНК без значительного увеличения продолжительности процедуры и удорожания процесса. В заявляемом способе экстракции, основанном на принципе преципитации, для того, чтобы свести к минимуму потери тотальной ДНК/РНК и достигнуть максимально возможного удаления ингибиторов ферментативных процессов ПЦР и ОТ-ТТПР, оптимально подобраны объемы используемых реагентов, а так же продолжительность этапов инкубирования и центрифугирования. The claimed method for extracting nucleic acids from samples of nail plates makes it possible to improve the quality and quantity (percentage of NA output) of the resulting total DNA/RNA preparation without significantly increasing the duration of the procedure and increasing the cost of the process. In the claimed extraction method based on the principle of precipitation, in order to minimize the loss of total DNA / RNA and achieve the maximum possible removal of inhibitors of the PCR and RT-TTPR enzymatic processes, the volumes of reagents used, as well as the duration of the stages of incubation and centrifugation, are optimally selected. .
В основе создания заявляемого изобретения лежит исследование, выполненное в ФБУН ЦНИИЭ Роспотребнадзора. Материалом для исследования послужили 440 образцов ногтевых пластин 100 человек в возрасте от 5 дней до 80 лет (медиана возраста 29 лет), среди которых: 44,0% мужчин (44/100) и 56% женщин (56/100). Исследование проведено в соответствии с законодательством РФ, международными этическими нормами и нормативными документами ФБУН ЦНИИ Эпидемиологии Роспотребнадзора при наличии письменного согласия пациентов. The creation of the claimed invention is based on a study carried out at the FBUN TsNIIE Rospotrebnadzor. The material for the study was 440 samples of nail plates of 100 people aged from 5 days to 80 years (median age 29 years), among which: 44.0% of men (44/100) and 56% of women (56/100). The study was conducted in accordance with the legislation of the Russian Federation, international ethical standards and regulatory documents of the Central Research Institute of Epidemiology of Rospotrebnadzor with the written consent of the patients.
Сравнение эффективности экстракции НК согласно заявляемому способу проводили с коммерчески доступными комплектами реагентов на основе аналогичного метода выделения тотальной ДНК/РНК, в рамках которого экстракцию НК из анализируемых образцов биологического материала осуществляли одновременно при помощи 4 методик, основанных на преципитационном методе, а именно: с использованием комплекта реагентов «РИБО-преп» (ФБУН ЦНИИ Эпидемиологии Роспотребнадзора, РФ) (далее комплект реагентов №1) в соответствии с инструкцией производителя (стандартный протокол) и его модифицированного протокола, согласно заявляемому способу, а также комплекта реагентов «ПРОБА-НК» (ООО «НПО ДНК-Технология, РФ) (далее - комплект реагентов №2) в соответствии с инструкцией производителя (стандартный протокол) и его модифицированного протокола, согласно заявляемому способу. При этом комплект реагентов №1 (стандартный протокол) был принят за прототип заявляемого способа, а комплект реагентов №2 (стандартный протокол) - способ сравнения. Comparison of the extraction efficiency of NA according to the claimed method was carried out with commercially available kits of reagents based on a similar method for isolating total DNA/RNA, in which the extraction of NA from the analyzed samples of biological material was carried out simultaneously using 4 methods based on the precipitation method, namely: reagent kit "RIBO-prep" (FBUN Central Research Institute of Epidemiology of Rospotrebnadzor, RF) (hereinafter, reagent kit No. 1) in accordance with the manufacturer's instructions (standard protocol) and its modified protocol, according to the claimed method, as well as the kit of reagents "PROBA-NK" (LLC " NPO DNA-Technology, RF) (hereinafter - reagent kit No. 2) in accordance with the manufacturer's instructions (standard protocol) and its modified protocol, according to the claimed method. In this case, the reagent kit No. 1 (standard protocol) was taken as a prototype of the proposed method, and the reagent kit No. 2 (standard protocol) was the comparison method.
Определение концентрации НК проводили флуориметрическим методом с использованием флуориметра «Qubit® 3» («Thermo Fisher Scientific», США). Концентрацию НК измеряли с применением высокочувствительных флуоресцентных зондов, способных селективно связываться с целевыми молекулами ДНК или РНК с образованием флуоресцентного комплекса. Интенсивность флуоресценции комплекса являлась пропорциональной концентрации аналита в диапазоне 0,2-100 нг/мкл и 5-100 нг/мкл, для исходного образца ДНК и РНК, соответственно. Determination of NA concentration was carried out by fluorimetric method using a Qubit® 3 fluorimeter (Thermo Fisher Scientific, USA). The NA concentration was measured using highly sensitive fluorescent probes capable of selectively binding to target DNA or RNA molecules to form a fluorescent complex. The fluorescence intensity of the complex was proportional to the analyte concentration in the range of 0.2-100 ng/µl and 5-100 ng/µl for the original DNA and RNA sample, respectively.
Параллельно концентрацию ДНК в образцах биологического материала и отсутствие влияния ингибиторов на прохождение ферментативной реакции определяли методом ПЦР-РВ с анализом полученных результатов в количественном формате («АмплиСенс® ННУб-скрин-титр-FL», ФБУН ЦНИИЭ Роспотребнадзора, РФ). Расчет концентрации ДНК, оцененное по Р- глобиновому гену человека, выполняли в 1g копий/мл. At the same time, the DNA concentration in the biological material samples and the absence of the effect of inhibitors on the passage of the enzymatic reaction were determined by real-time PCR with analysis of the obtained results in a quantitative format (AmpliSens® NNUb-screen-titer-FL, FBSI TsNIIE Rospotrebnadzor, RF). The calculation of the DNA concentration, estimated by the human P-globin gene, was performed in 1g copies/ml.
Дополнительно проведено изучение влияния ингибиторов на прохождение ОТ-ТТПР Оценку проводили относительно эффективности количественного определения экзогенного ВКО, представляющего собой искусственно сконструированную последовательность РНК, встроенную в фаг ms2, в концентрации 5х105-2х106 копий/мл («АмплиСенс® НСУ-Монитор-FL», ФБУН ЦНИИЭ Роспотребнадзора, РФ). Расчет концентрации РНК выполняли в lg копий/мл. In addition, a study was made of the effect of inhibitors on the passage of RT-TTPR. The evaluation was carried out with respect to the effectiveness of the quantitative determination of exogenous VKO, which is an artificially constructed RNA sequence inserted into the phage ms2, at a concentration of 5x10 5 -2x10 6 copies / ml ("AmpliSense® NSU-Monitor-FL ”, FBUN TsNIIE Rospotrebnadzor, RF). The RNA concentration was calculated in lg copies/ml.
Постановку и анализ результатов амплификации выполняли на приборе с системой детекции флуоресцентного сигнала в режиме «реального времени» «Rotor-Gene Q» («Qiagen», ФРГ). В результате проведенного исследования определены количественные характеристики НК, экстрагированных из образцов ногтевых пластин (п=50) при использовании четырех различных способов. Результаты сравнения количественных характеристик НК, выделенных из образцов ногтевых пластин при использовании различных способов экстракции приведены в Таблице 1. Для сравнительного анализа использовались пробы НК, полученные согласно способам, взятым в качестве прототипа и сравнения в стандартном и модифицированном вариантах методик. Amplification results were set up and analyzed on a Rotor-Gene Q instrument with a real-time fluorescent signal detection system (Qiagen, Germany). As a result of the study, the quantitative characteristics of NCs extracted from samples of nail plates (n=50) were determined using four different methods. The results of comparing the quantitative characteristics of NCs isolated from samples of the nail plates using various extraction methods are shown in Table 1. For comparative analysis, NC samples were used, obtained according to the methods taken as a prototype and comparison in standard and modified versions of the methods.
Таблица 1. Сравнение количественных характеристик НК, выделенных из образцов ногтевых пластин при использовании различных способов экстракции. Table 1. Comparison of the quantitative characteristics of NCs isolated from nail plate samples using various extraction methods.
Количественные характеристики НК, экстрагированных модифицированным способом из образцов ногтевых пластин, удовлетворяют требованиям к образцам, предназначенным для выполнения ПНР и ОТ-ПЦР. Это позволяет считать заявляемый способ экстрации пригодным для использования в медико-биологических исследованиях, связанных с получением НК. Quantitative characteristics of NA extracted by a modified method from samples of nail plates meet the requirements for samples intended for performing PCR and RT-PCR. This allows us to consider the claimed extraction method suitable for use in biomedical research related to the production of NK.
При определении возможности применения способа экстракции согласно заявляемому изобретению при практической работе с образцами ногтевых пластин, проведена сравнительная оценка эффективности экстракции НК методом ПЦР (п=30) и ОТ-ПЦР (п=30). Для сравнительного анализа использовались пробы НК, полученные согласно способам, взятым в качестве прототипа и сравнения в стандартном протоколе и модифицированном протоколе согласно заявленному способу. When determining the possibility of using the extraction method according to the claimed invention in practical work with samples of nail plates, a comparative assessment of the efficiency of NC extraction by PCR (n=30) and RT-PCR (n=30) was carried out. For comparative analysis NC samples were used, obtained according to the methods taken as a prototype and comparison in the standard protocol and the modified protocol according to the claimed method.
Заявляемое изобретение поясняется графиками - Фиг. 1 и Фиг. 2, где:The claimed invention is illustrated by graphs - Fig. 1 and FIG. 2 where:
На Фиг. 1 «Сравнение концентрации ДНК, выделенной из образцов ногтевых пластин при использовании различных способов экстракции» изображены результаты распределений концентраций ДНК, оцениваемой по Р- глобиновому гену человека, в образцах биологического материала при использовании четырех различных способов, при этом столбец с косой штриховкой визуализирует результаты исследования, полученные путем проведения экстракции при использовании стандартного протокола, а столбец с горизонтальной штриховкой - результаты исследования, полученные путем проведения экстракции при использовании модифицированного протокола согласно заявляемому способу. On FIG. 1 "Comparison of the concentration of DNA isolated from samples of the nail plates using different extraction methods" shows the results of the distributions of DNA concentrations, estimated by the human P-globin gene, in biological samples using four different methods, while the oblique shading column visualizes the results of the study , obtained by extraction using a standard protocol, and a column with horizontal shading - the results of the study obtained by performing extraction using a modified protocol according to the claimed method.
На Фиг. 2 «Сравнение концентрации РНК ВКО при экстракции образцов ногтевых пластин различными способами» изображены результаты распределений концентраций ВКО, представляющего собой искусственно сконструированную последовательность РНК, встроенную в фаг ms2, в образцах биологического материала при использовании четырех различных способов экстракции, при этом столбец с косой штриховкой визуализирует результаты исследования, полученные путем проведения экстракции при использовании стандартного протокола, а столбец с горизонтальной штриховкой - результаты исследования, полученные путем проведения экстракции при использовании модифицированного протокола согласно заявляемому способу. On FIG. 2 "Comparison of TKO RNA Concentration in Extraction of Nail Plate Samples by Different Methods" shows the concentration distributions of TKO, which is an artificially constructed RNA sequence inserted into the ms2 phage, in biological material samples using four different extraction methods, while the bar with oblique shading visualizes the results of the study obtained by carrying out the extraction using the standard protocol, and the column with horizontal shading - the results of the study obtained by carrying out the extraction using the modified protocol according to the claimed method.
В результате проведенных исследований установлено, что эффективность экстракции ДНК, оцениваемой по Р-глобиновому гену человека, при применении заявляемого способа выше (р<0,05), чем при применении стандартных протоколов исследований как для комплекта реагентов №1, так и для комплекта реагентов №2. Наименьшая концентрация ДНК определена в пробах НК, экстрагированных из образцов ногтевых пластин согласно методике способа сравнения (в среднем 2,7 1g копий ДНК/мл). А наибольшая концентрация ДНК - при помощи заявляемого решения, составлявшая в среднем 5,2 и 5,3 1g копий ДНК/мл, соответственно для модифицированных протоколов согласно заявляемому способу исследований прототипа (комплект реагентов №1) и сравнения (комплект реагентов 2). Результаты распределений концентраций ДНК, оцениваемой по Р -глобиновому гену человека, в образцах биологического материала при использовании четырех различных способов представлены на Фиг.1. As a result of the studies, it was found that the efficiency of DNA extraction, estimated by the human P-globin gene, when using the proposed method is higher (p<0.05) than when using standard research protocols for both reagent kit No. 1 and reagent kit No. 2. The lowest concentration of DNA was determined in NA samples extracted from samples of nail plates according to the methodology of the comparison method (average 2.7 1g DNA copies/ml). And the highest concentration of DNA - with the help of the proposed solution, amounting to an average of 5.2 and 5.3 1g DNA copies/ml, respectively, for modified protocols according to the claimed method of prototype research (reagent kit No. 1) and comparison (reagent kit 2). The results of the distributions of DNA concentrations, estimated by the human P-globin gene, in samples of biological material using four different methods are presented in Fig.1.
При изучении эффективности экстракции РНК исключено ингибирование прохождения ОТ-ТТПР, оцененное по эффективности амплификации экзогенного внутреннего контрольного образца, при использовании четырех различных способов. Результаты распределений концентраций ВКО, представляющего собой искусственно сконструированную последовательность РНК, встроенную в фаг ms2, в образцах биологического материала при использовании четырех различных способов экстракции представлены на Фиг.2. Наименьшая концентрация РНК определена в пробах НК, экстрагированных из образцов ногтевых пластин согласно методике способа сравнения (в среднем 4,33 1g копий РНК/мл). А наибольшая концентрация РНК - при помощи заявляемого решения, составлявшая в среднем 5,01 и 5,28 1g копий РНК/мл, соответственно для модифицированных протоколов согласно заявляемому способу исследований прототипа (комплект реагентов №1) и сравнения (комплект реагентов 2). The RNA extraction efficiency study excluded RT-TTPR passage inhibition, as assessed by the efficiency of exogenous internal control amplification, using four different methods. The results of concentration distributions of WKO, which is an artificially designed RNA sequence inserted into the phage ms2, in biological material samples using four different extraction methods are shown in Fig.2. The lowest concentration of RNA was determined in NA samples extracted from samples of nail plates according to the methodology of the comparison method (average 4.33 1g RNA copies/ml). And the highest concentration of RNA - with the help of the proposed solution, averaging 5.01 and 5.28 1g RNA copies/ml, respectively, for modified protocols according to the claimed method of prototype research (reagent kit No. 1) and comparison (reagent kit 2).
Таким образом, заявляемое изобретение позволяет провести экстракцию тотальной ДНК/РНК из образцов биологического материала - ногтевых пластин, с высокой концентрацией. Концентрация тотальной ДНК по заявляемому способу составляет до 89,1 нг/мл, а тотальной РНК - до 454,0 нг/мл, то есть заявляемый способ позволяет увеличить выход препарата тотальной ДНК/РНК не менее чем в 1,92 раза. Отсутствие данных по ингибированию ферментативных реакций прохождения ПНР и ОТ-ТТПР позволяет использовать как ДНК, так и РНК для дальнейших исследований. Thus, the claimed invention allows for the extraction of total DNA/RNA from samples of biological material - nail plates, with a high concentration. The concentration of total DNA according to the claimed method is up to 89.1 ng/ml, and total RNA - up to 454.0 ng/ml, that is, the claimed method allows to increase the yield of the total DNA/RNA preparation by at least 1.92 times. The lack of data on the inhibition of enzymatic reactions of the passage of NRP and RT-TTPR allows the use of both DNA and RNA for further studies.
Решение, предлагаемое в заявляемом изобретении, является необходимым и достаточным для достижения поставленной задачи - экстракции ДНК/РНК, имеющих высокую степень химической очистки, свободных от ингибиторов, с высокой концентрацией, пригодных для постановки ПЦР (ОТ-ТТПР) и проведения дальнейших молекулярно- биологических исследований. The solution proposed in the claimed invention is necessary and sufficient to achieve the task - extraction of DNA / RNA with a high degree of chemical purification, free from inhibitors, with a high concentration, suitable for PCR (RT-TTPR) and further molecular- biological research.
Краткое описание чертежей Brief description of the drawings
Фиг. 1. Сравнение концентрации ДНК, выделенной из образцов ногтевых пластин при использовании различных способов экстракции. Fig. 1. Comparison of the concentration of DNA isolated from nail plate samples using different extraction methods.
Фиг. 2. Сравнение концентрации РНК ВКО при экстракции образцов ногтевых пластин различными способами. Fig. Fig. 2. Comparison of the concentration of WKO RNA during the extraction of samples of the nail plates by various methods.
Варианты осуществления изобретения Embodiments of the invention
Следующие ниже примеры дополнительно иллюстрируют настоящее изобретение, но не предназначены для ограничения его применения. The following examples further illustrate the present invention, but are not intended to limit its application.
Пример 1. Данный пример демонстрирует возможность использования РНК, экстрагированной из образцов ногтевых пластин, при проведении молекулярно-биологических исследований. Example 1 This example demonstrates the possibility of using RNA extracted from samples of the nail plates in molecular biological studies.
Для проведения молекулярно-биологических исследований в Отдел молекулярной диагностики и эпидемиологии ФБУН ЦНИИЭ Роспотребнадзора направлен мужчина (23 года). A man (23 years old) was sent to the Department of Molecular Diagnostics and Epidemiology of the Central Research Institute of Epidemiology of Rospotrebnadzor to conduct molecular biological studies.
Сбор образцов ногтевых пластин производили после тщательного мытья рук обследуемым, включая подногтевые пространства, и обсушивания одноразовыми салфетками. Свободный край ногтевой пластины (п=4) обрезали одноразовыми стерильными ножницами. Предназначенные для анализа образцы биологического материала помещали в одноразовые стерильные пластиковые пробирки типа «Эппендорф» и маркировали. Samples of the nail plates were collected after thorough washing of the hands of the subjects, including the subungual spaces, and drying with disposable napkins. The free edge of the nail plate (n=4) was cut with disposable sterile scissors. The samples of biological material intended for analysis were placed in disposable sterile plastic test tubes of the Eppendorf type and labeled.
Перед проведением процедуры экстракции исследуемые биологические образцы разделяли из расчета на одно исследование - 2 образца ногтевых пластин размером, приближенным к 2x10 мм. Экстракцию РНК из образцов ногтевых пластин проводили согласно способу заявляемого изобретения. Для всех проб, экстрагированных из образцов биологического материала, определяли концентрацию РНК с использованием флуориметра «Qubit® 3» («Thermo Fisher Scientific», США) согласно инструкции производителя. Результаты тестирования представлены в Таблице 2. Количественные характеристики РНК, экстрагированной из образцов ногтевых пластин мужчины (23 года). Далее пробы РНК хранили при температуре не выше минус 70°С до проведения тестирования в рамках дальнейшего молекулярно- биологического исследования, избегая повторного оттаивания-замораживания, но не более одного года. Before the extraction procedure, the studied biological samples were divided on the basis of one study - 2 samples of nail plates with a size close to 2x10 mm. Extraction of RNA from samples of the nail plates was carried out according to the method of the claimed invention. For all samples extracted from samples of biological material, the RNA concentration was determined using a Qubit® 3 fluorimeter (Thermo Fisher Scientific, USA) according to the manufacturer's instructions. The test results are presented in Table 2. Quantitative characteristics of RNA extracted from the samples of the nail plates of a man (23 years old). Further, RNA samples were stored at a temperature not exceeding minus 70°C until testing as part of further molecular biological research, avoiding repeated thawing-freezing, but not more than one year.
Таблица 2. Количественные характеристики РНК, экстрагированной из образцов ногтевых пластин мужчины (23 года). Table 2. Quantitative characteristics of RNA extracted from samples of the nail plates of a man (23 years old).
Таким образом, количественные характеристики РНК, экстрагированной из образцов ногтевых пластин согласно заявляемому способу изобретения, удовлетворяют требованиям к образцам, предназначенным для молекулярнобиологических исследований. Образцы РНК готовы к дальнейшему использованию . Thus, the quantitative characteristics of RNA extracted from samples of the nail plates according to the claimed method of the invention meet the requirements for samples intended for molecular biological studies. RNA samples are ready for further use.
Пример 2. Данный пример демонстрирует возможность использования ДНК, экстрагированной из образцов ногтевых пластин, при изучении наследственной предрасположенности к различным мультифакторным заболеваниям, например нарушения свертываемости крови, методом ТТПР-РВExample 2 This example demonstrates the possibility of using DNA extracted from samples of the nail plates in the study of hereditary predisposition to various multifactorial diseases, such as bleeding disorders, using the TTPR-RT method.
Пациентка (женщина, 33 года) в рамках проведения предгравидарной подготовки направлена на лабораторное обследование для исключения наследственной предрасположенности к нарушениям свертываемости крови. Из анамнеза известно: женщина (1987 г.р.) правильного телосложения с ожирением (ИМТ 39,9), АД 125/70 мм рт ст., Кая беременность закончилась спонтанным абортом на сроке 8 недель в 2013 г., у родственника первой линии (матери) отмечались нарушения свертываемости крови -тромбозы глубоких вен голеней, группа крови A(II) Rh положит., kell отриц., фенотип С+с+Е+е+, жалоб не предъявляла. При обращении за амбулаторной помощью к врачу акушеру-гинекологу пациенткой представлены результаты общего клинического анализа крови (гемоглобин, г/л - 124,00; гематокрит, % - 39,40; тромбоциты, 109/л - 264,00; абсолютное содержание: нейтрофилов, 109/л - 2,96; эозинофилов, 109/л - 0,13; базофилов, 109/л - 0,04; моноцитов, 109/л - 0,40; лимфоцитов, 109/л - 2,24; скорость оседания эритроцитов, мм/ч - 8,00), исследования коагуляционного гемостаза (МНО - 1,154), общего анализа мочи - без патологии. The patient (female, 33 years old), as part of the pregravid preparation, was sent for a laboratory examination to exclude a hereditary predisposition to blood clotting disorders. From the anamnesis it is known: a woman (born in 1987) of the correct physique with obesity (BMI 39.9), BP 125/70 mm Hg, Kaya's pregnancy ended in a spontaneous abortion for a period of 8 weeks in 2013, in a first-line relative (mother) had blood clotting disorders - deep vein thrombosis of the legs, blood type A (II) Rh positive, kell negative, phenotype C+c+E+e+, no complaints. When applying for outpatient care to an obstetrician-gynecologist, the patient presented the results of a general clinical blood test (hemoglobin, g / l - 124.00; hematocrit,% - 39.40; platelets, 10 9 /l - 264.00; absolute content: neutrophils, 10 9 /l - 2.96; eosinophils, 10 9 / l - 0.13; basophils, 10 9 / l - 0.04; monocytes, 10 9 / l - 0.40; lymphocytes, 10 9 /l - 2.24; erythrocyte sedimentation rate, mm/h - 8.00), studies of coagulation hemostasis (INR - 1.154), urinalysis - no pathology.
Для исключения генетической склонности к развитию тромбозов, проведено ПЦР-исследование ДНК, выделенной из образцов ногтевых пластин, включающее качественное определение генотипов по полиморфизмам 20210 G>A (rsl799963) в гене протромбина (F2) и R534Q G>A (rs6025, мутация Лейдена) в гене проакцелерина (F5). Валидность результата анализа оценивалась относительно данных полученных при исследовании ДНК, экстрагированной из образца цельной венозной крови обследуемой, по аналогичным параметрам. To exclude a genetic predisposition to the development of thrombosis, a PCR study of DNA isolated from samples of the nail plates was performed, including a qualitative determination of genotypes by polymorphisms 20210 G>A (rsl799963) in the prothrombin gene (F2) and R534Q G>A (rs6025, Leiden mutation) in the proaccelerin gene (F5). The validity of the result of the analysis was evaluated relative to the data obtained in the study of DNA extracted from a sample of whole venous blood of the subject, according to similar parameters.
Сбор образцов ногтевых пластин производили после тщательного мытья рук обследуемой, включая подногтевые пространства, и обсушивания одноразовыми салфетками. Свободный край ногтевой пластины (п=2) обрезали одноразовыми стерильными ножницами. Образцы биологического материала размером, приближенным к 2x10 мм, помещали в одноразовую стерильную пластиковую пробирку типа «Эппендорф». Взятие крови производили натощак одноразовой иглой (диаметр 0,8-1, 1 мм) в одноразовую стерильную пробирку объемом 4,0 мл с 6% ЭДТА путем пункции периферической вены после обработки места пункции кожным антисептиком. Предназначенные для ПЦР- исследования образцы биологического материала маркировали. Допускалось хранение образцов ногтевых пластин и цельной венозной крови при температуре 18-25°С и 2-8°С, соответственно, в течение 72 ч. с момента взятия биологического материала. Samples of the nail plates were collected after thorough washing of the subject's hands, including the subungual spaces, and drying with disposable napkins. The free edge of the nail plate (n=2) was cut with disposable sterile scissors. Samples of biological material with a size close to 2x10 mm were placed in a disposable sterile plastic test tube of the Eppendorf type. Blood was taken on an empty stomach with a disposable needle (diameter 0.8-1.1 mm) into a disposable sterile tube with a volume of 4.0 ml with 6% EDTA by puncture of a peripheral vein after treatment of the puncture site with a skin antiseptic. Biological material samples intended for PCR were labeled. It was allowed to store samples of nail plates and whole venous blood at a temperature of 18-25°C and 2-8°C, respectively, within 72 hours from the moment of taking the biological material.
Выделение ДНК из ногтевых пластин проводили согласно заявленному способу экстракции, цельной венозной крови - при помощи комплекта реагентов «РИБО-преп» (РУ № ФСР 2008/03147, ФБУН ЦНИИ Эпидемиологии Роспотребнадзора, РФ). Для всех проб, экстрагированных из образцов биологического материала, предварительно определяли концентрацию ДНК с использованием флуориметра «Qubit® 3» («Thermo Fisher Scientific», США) согласно инструкции производителя. Результаты тестирования представлены в Таблице 3. Количественные характеристики ДНК, экстрагированной из образцов ногтевых пластин и цельной венозной крови женщины (33 года). Таблица 3. Количественные характеристики ДНК, экстрагированной из образцов ногтевых пластин и цельной венозной крови женщины (33 года). Isolation of DNA from the nail plates was carried out according to the claimed method of extraction, whole venous blood - using a set of reagents "RIBO-prep" (RU No. FSR 2008/03147, Federal Budgetary Institution of the Central Research Institute of Epidemiology of Rospotrebnadzor, RF). For all samples extracted from samples of biological material, the DNA concentration was preliminarily determined using a Qubit® 3 fluorimeter (Thermo Fisher Scientific, USA) according to the manufacturer's instructions. The test results are presented in Table 3. Quantitative characteristics of DNA extracted from samples of the nail plates and whole venous blood of a woman (33 years old). Table 3. Quantitative characteristics of DNA extracted from samples of nail plates and venous whole blood from a woman (33 years old).
Затем пробы ДНК анализировали методом ПЦР-РВ с использованием набора реагентов «АмплиСенс® F2/F5-SNP-FL» (РУ № РЗН 2019/8325, ФБУН ЦНИИ Эпидемиологии Роспотребнадзора, РФ) согласно инструкции производителя. Постановку и анализ результатов амплификации проводили на приборе с системой детекции флуоресцентного сигнала в режиме «реального времени» «Rotor-Gene Q» («Qiagen», ФРГ). Результаты лабораторного обследования пациентки представлены в Таблице 4. Результаты определения генетических полиморфизмов, ассоциированных с риском развития тромбозов методом ПЦР-РВ. Then, DNA samples were analyzed by real-time PCR using the AmpliSense® F2/F5-SNP-FL reagent kit (RU no. RZN 2019/8325, Central Research Institute of Epidemiology of Rospotrebnadzor, RF) according to the manufacturer’s instructions. Amplification results were set up and analyzed on a Rotor-Gene Q instrument with a real-time fluorescent signal detection system (Qiagen, Germany). The results of the laboratory examination of the patient are presented in Table 4. The results of the determination of genetic polymorphisms associated with the risk of thrombosis by RT-PCR.
Таблица 4. Результаты определения генетических полиморфизмов, ассоциированных с риском развития тромбозов методом ПЦР-РВ. Table 4. Results of determination of genetic polymorphisms associated with the risk of thrombosis by real-time PCR.
Как следует из таблицы у обследуемой женщины детектирован частый («дикий тип») вариант генотипа (генотип GG) для каждого из анализируемых полиморфизмов: rsl799963 в гене протромбина (F2) и rs6025 в гене проакцелерина (F5). Установлено 100% совпадение полученных результатов по сравниваемым типам биологического материала (образцы ногтевых пластин и цельной венозной крови) пациентки при изучении наследственной предрасположенности к нарушению свертываемости крови (развитию тромбозов) методом ПЦР-РВ, аллели риска не выявлены. As follows from the table, a frequent ("wild type") variant of the genotype (GG genotype) was detected in the examined woman for each of the analyzed polymorphisms: rsl799963 in the prothrombin gene (F2) and rs6025 in the proaccelerin gene (F5). 100% coincidence of the results obtained for the compared types of biological material (samples of nail plates and whole venous blood) of the patient was established when studying hereditary predisposition to impaired blood clotting (development of thrombosis) by PCR-RT, risk alleles were not identified.
Таким образом, количественные и качественные характеристики ДНК, экстрагированной из образцов ногтевых пластин, позволяют рекомендовать данный тип биологического материала для использования при изучении наследственной предрасположенности пациентов к различным мультифакторным заболеваниям методом ПЦР-РВ . Thus, the quantitative and qualitative characteristics of DNA, extracted from samples of the nail plates, allow us to recommend this type of biological material for use in the study of the hereditary predisposition of patients to various multifactorial diseases by real-time PCR.
Пример 3. Данный пример демонстрирует возможность использования ДНК, экстрагированной из образцов ногтевых пластин, при лабораторном подтверждении хиВГЧ-бА-статуса и расшифровке случая наследственной передачи хромосомно-интегрированного вируса герпеса человека 6А (хиВГЧ- 6А) у членов одной семьи. Example 3. This example demonstrates the possibility of using DNA extracted from samples of the nail plates in laboratory confirmation of hiHHV-6A status and deciphering the case of hereditary transmission of chromosomally integrated human herpes virus 6A (hiHHV-6A) in members of the same family.
Из анамнеза известно: мальчик (2016 г.р.) от матери (1986 г.р., соматически здорова), от I беременности, протекавшей: I триместр - ретрохориальная гематома, повышение Д-димера, II триместр - без особенностей, III триместр - анемия беременных. Роды I самопроизвольные в срок. Ребенок родился с весом 3570 г, длиной тела 54 см, окружностью головы - 36 см, окружностью груди - 36 см. Оценка по шкале Апгар - 8/9 баллов. Неонатальный период - без особенностей. При лабораторном обследовании ребенка на фоне клинического здоровья в возрасте 1,5 месяцев выявлены изменения: в гемограмме: анемия (гемоглобин - 85 г/л), относительная нейтропения (12,6%), тромбоцитоз (506 тыс.); в крови ДНК ВГЧ-6А/В в концентрации 5,14 1g копий/105 клеток (ПЦР-РВ) при отсутствии вирусоспецифических антител класса IgG (ИФА) в сыворотке крови. По данным УЗИ - тимомегалия III степени. На основании результатов клиниколабораторного обследования мальчику выставлен диагноз: «Острая инфекция, вызванная вирусом герпеса человека 6?». Рекомендовано провести клиниколабораторное обследование матери ребенка. Рассматривался вопрос о назначении пациенту специфической противовирусной терапии. Дальнейшее обследование ребенка, матери включало лабораторное подтверждение или исключение активной ВГЧ-бА/В-инфекции. В результате которого, ДНК ВГЧ- 6А/В методом ПЦР-РВ выявлена в концентрации >5 1g копий/105 клеток во всех типах исследованного биологического материала как ребенка, так и его матери (цельная кровь, плазма крови, мазок из ротоглотки; моча ребенка) без увеличения полученных значений в динамике. При этом определяемая концентрация ДНК вируса коррелировала с количеством клеток в исследуемом образце, оцениваемым по Р-глобиновому гену человека. В крови концентрация вирусной ДНК составляла у матери - 5,23 1g копий/ 105 клеток, ребенка - 5,24 1g копий/105 клеток, плазме крови - 5,10 1g копий/105 клеток (для обоих); мазке из ротоглотки - 5,27 и 5,29 1g копий/105 клеток у матери и ребенка, соответственно; моче - 5,35 1g копий/105 клеток (ребенок). В образцах сыворотки крови пациентов вирусоспецифические антитела класса IgG методом ИФА не обнаружили. Последующее динамическое ИФА- исследование парных сывороток крови матери и мальчика, взятых с интервалом 14 дней, сероконверсию вирусоспецифических AT-IgG не выявило, что указывало на отсутствие данных, свидетельствующих об инфицировании пациентов экзогенным ВГЧ-6А/В. Следует отметить, что мать мальчика на момент клинико-лабораторного обследования жалоб не предъявляла, клинических симптомов активной инфекции у нее не выявлено, показатели общего клинического и биохимического анализов крови, общего анализа мочи находились в пределах диапазона референсных значений. From the anamnesis it is known: a boy (born in 2016) from his mother (born in 1986, somatically healthy), from the first pregnancy, which proceeded: I trimester - retrochorial hematoma, increased D-dimer, II trimester - without features, III trimester - anemia in pregnancy. Childbirth I spontaneous in time. The child was born with a weight of 3570 g, body length 54 cm, head circumference - 36 cm, chest circumference - 36 cm. Apgar score - 8/9 points. Neonatal period - without features. A laboratory examination of a child against the background of clinical health at the age of 1.5 months revealed changes in the hemogram: anemia (hemoglobin - 85 g/l), relative neutropenia (12.6%), thrombocytosis (506 thousand); in blood HHV-6A/B DNA at a concentration of 5.14 1g copies/10 5 cells (RT-PCR) in the absence of virus-specific IgG class antibodies (ELISA) in blood serum. According to ultrasound - thymomegaly III degree. Based on the results of the clinical and laboratory examination, the boy was diagnosed with "Acute infection caused by human herpes virus 6?". It is recommended to conduct a clinical and laboratory examination of the mother of the child. The issue of prescribing specific antiviral therapy to the patient was considered. Further examination of the child, mother included laboratory confirmation or exclusion of active HHV-6A/B infection. As a result, HHV-6A/B DNA was detected by PCR-RT at a concentration of >5 1g copies/10 5 cells in all types of biological material studied both in the child and in his mother (whole blood, blood plasma, oropharyngeal swab; urine child) without increasing the obtained values in dynamics. At the same time, the determined the virus DNA concentration correlated with the number of cells in the test sample, as estimated by the human P-globin gene. In the blood, the concentration of viral DNA was 5.23 1g copies/10 5 cells in the mother, 5.24 1g copies/10 5 cells in the child, 5.10 1g copies/10 5 cells in the blood plasma (for both); smear from the oropharynx - 5.27 and 5.29 1g copies/10 5 cells in mother and child, respectively; urine - 5.35 1g copies/10 5 cells (child). Virus-specific antibodies of the IgG class were not found in the blood serum samples of patients by ELISA. A subsequent dynamic ELISA study of paired blood sera from mother and boy, taken with an interval of 14 days, did not reveal seroconversion of virus-specific AT-IgG, which indicated the absence of data indicating infection of patients with exogenous HHV-6A/B. It should be noted that the boy's mother did not complain at the time of the clinical and laboratory examination, she did not have any clinical symptoms of an active infection, the indicators of the general clinical and biochemical blood tests, and the general urinalysis were within the range of reference values.
Полученные данные лабораторного обследования и отсутствие у пациентов клинических признаков активной инфекции явились основанием для подозрения у них хиВГЧ-бА/В-статуса. The obtained laboratory examination data and the absence of clinical signs of active infection in patients were the basis for suspicion of their hiHHV-bA/B status.
Для подтверждения или опровержения данного предположения проведено дополнительное исследование образцов ногтевых пластин матери, ребенка методом ПЦР-РВ. Сбор образцов ногтевых пластин производили после тщательного мытья рук, включая подногтевые пространства, и обсушивания одноразовыми салфетками. Свободный край ногтевой пластины (п=4) обследуемых обрезали одноразовыми стерильными ножницами, помещали в одноразовые стерильные пластиковые пробирки типа «Эппендорф» и маркировали. Допускалось хранение образцов ногтевых пластин при температуре 18-25°С в течение 72 ч. с момента взятия биологического материала. To confirm or refute this assumption, an additional study of samples of the nail plates of the mother and child was carried out using the PCR-RT method. Samples of the nail plates were collected after thorough washing of the hands, including the subungual spaces, and drying with disposable wipes. The free edge of the nail plate (n=4) of the subjects was cut off with disposable sterile scissors, placed in disposable sterile plastic tubes of the Eppendorf type and labeled. It was allowed to store samples of nail plates at a temperature of 18-25°C for 72 hours from the moment of taking the biological material.
Перед проведением процедуры экстракции исследуемые биологические образцы разделяли из расчета на одно исследование для каждого пациента отдельно - 2 образца ногтевых пластин размером, приближенным к 2x10 мм. Экстракцию ДНК из образцов ногтевых пластин проводили согласно заявленному способу настоящего изобретения. Концентрацию тотальной ДНК, экстрагированой из образцов ногтевых пластин, определяли с использованием флуориметра «Qubit® 3» («Thermo Fisher Scientific», США) согласно инструкции производителя. Результаты исследования представлены в Таблице 5. Количественные характеристики ДНК, экстрагированной из образцов ногтевых пластин мальчика (2 месяца) и его матери (31 год). Before the extraction procedure, the studied biological samples were divided on the basis of one study for each patient separately - 2 samples of nail plates with a size close to 2x10 mm. Extraction of DNA from samples of nail plates was carried out according to the claimed method of the present invention. The concentration of total DNA extracted from nail plate samples was determined using a Qubit® 3 fluorometer (Thermo Fisher Scientific, USA) according to the manufacturer's instructions. The results of the study are presented in Table 5. Quantitative characteristics of DNA extracted from samples of the nail plates of a boy (2 months old) and his mother (31 years old).
Таблица 5. Количественные характеристики ДНК, экстрагированной из образцов ногтевых пластин мальчика (2 месяца) и его матери (31 год). Table 5. Quantitative characteristics of DNA extracted from samples of the nail plates of a boy (2 months old) and his mother (31 years old).
Концентрацию ДНК ВГЧ-6А/В в исследуемых образцах ногтевых пластин определяли методом ПЦР-РВ с учетом результатов анализа в количественном формате («АмплиСенс® ННУб-скрин-титр-FL», ФБУН ЦНИИЭ Роспотребнадзора, РФ) согласно инструкции производителя. Постановку и анализ результатов амплификации проводили на приборе с системой детекции флуоресцентного сигнала в режиме «реального времени» «Rotor-Gene Q» («Qiagen», ФРГ). Расчет концентрации выполняли в логарифмах копий специфической ДНК ВГЧ-6А/В на стандартное количество (105) клеток человека, оцененное по Р-глобиновому гену. The concentration of HHV-6A/B DNA in the studied samples of the nail plates was determined by real-time PCR, taking into account the results of the analysis in a quantitative format (AmpliSens® NNUb-screen-titer-FL, FBSI TsNIIE Rospotrebnadzor, RF) according to the manufacturer's instructions. Amplification results were set up and analyzed on a Rotor-Gene Q instrument with a real-time fluorescent signal detection system (Qiagen, Germany). Concentration was calculated in logarithms of HHV-6A/B specific DNA copies per standard number (10 5 ) of human cells estimated by the P-globin gene.
В результате проведенного исследования хиВГЧ-бА, передаваемый по наследству, верифицирован на основании определения ДНК вируса методом ТТПР-РВ в образцах цельной венозной крови и ногтевых пластин ребенка и матери в концентрации 5,24, 5,37 и 5,23, 5,63 1g копий ДНК ВГЧ- 6А/В/105 клеток, соответственно. Видовую идентификацию вируса проводили на основании данных, полученных с помощью метода массового параллельного секвенирования («MiSeq», Illumina). ХиВГЧ-бА-статус ребенка и матери констатировали при проведении исследования тотальной ДНК пациентов методом ПНР со специфическими праймерами, комплементарными участку вирусной ДНК и хромосом человека, с последующим проведением реакции секвенирования по Сэнгеру. В результате которого получены два идентичных ампликона, включающих с одной стороны участок генома ВГЧ- 6 А, с другой - часть 17p хромосомы человека, между которыми располагался участок с теломерными повторами длиной около 300 нуклеотидов. As a result of the study, hereditary hiHHH-bA was verified based on the determination of virus DNA by the TTPR-RV method in samples of whole venous blood and nail plates of the child and mother at a concentration of 5.24, 5.37 and 5.23, 5.63 1g DNA copies of HHV-6A/B/10 5 cells, respectively. Species identification of the virus was carried out on the basis of data obtained using the massively parallel sequencing method (MiSeq, Illumina). The hiHHV-bA status of the child and mother was ascertained during the study of the total DNA of patients by the PNR method with specific primers complementary to the viral DNA region and human chromosomes, followed by the Sanger sequencing reaction. As a result of which two identical amplicons were obtained, including on one side a section of the HHV genome 6 A, on the other hand, a part of the 17p human chromosome, between which there was a region with telomeric repeats about 300 nucleotides long.
Для расшифровки случая наследственной передачи хиВГЧ-бА проведено обследование четверых условно-здоровых ближайших родственников пары «мать-ребенок» с хиВГЧ-бА-статусом: отца ребенка, родной сестры матери, бабушки по материнской линии, дедушки по материнской линии. На момент клинико-лабораторного обследования пациенты жалоб не предъявляли, клинических симптомов активной инфекции у них не выявлено. Показатели общего и биохимического анализов крови - в пределах диапазона референсных значений, общий анализ мочи - без патологии. Дальнейшие молекулярнобиологические исследования, проведенные в формате аналогично описанному выше, позволили выявить и лабораторно подтвердить хиВГЧ-бА-статус у дедушки по материнской линии. У остальных членов семьи хиВГЧ-бА-статус не подтвержден. To decipher the case of hereditary transmission of chiHHH-bA, four conditionally healthy close relatives of the "mother-child" couple with chiHHH-bA status were examined: the child's father, mother's sister, maternal grandmother, maternal grandfather. At the time of the clinical and laboratory examination, the patients did not complain, they did not have any clinical symptoms of an active infection. Indicators of general and biochemical blood tests - within the range of reference values, general urinalysis - without pathology. Further molecular biological studies, carried out in a format similar to that described above, made it possible to identify and laboratory confirm the hiHHV-bA status in the maternal grandfather. The rest of the family members did not have a confirmed hiHHV-bA status.
Таким образом, количественные и качественные характеристики ДНК, выделенной из образца ногтевых пластин согласно заявленному способу экстракции, позволяют провести лабораторное подтверждение хиВГЧ-бА/В- статуса обследуемых. Данный пример демонстрирует случай выявления и лабораторного подтверждения хиВГЧ-бА-статуса у членов одной семьи в трех поколениях (от отца дочери и внуку). Лабораторное подтверждение хиВГЧ-бА- статуса явилось обоснованием для исключения активной инфекции, вызванной ВГЧ-6А и проведения излишней противовирусной терапии. Thus, the quantitative and qualitative characteristics of the DNA isolated from the sample of the nail plates according to the claimed extraction method make it possible to conduct laboratory confirmation of the hiHHV-bA/B- status of the subjects. This example demonstrates a case of detection and laboratory confirmation of hiHHV-bA status in members of the same family in three generations (from father to daughter and grandson). Laboratory confirmation of hHHV-bA status was the rationale for excluding active HHV-6A infection and for excessive antiviral therapy.
Заявляемый способ экстракции нуклеиновых кислот из образцов ногтевых пластин осуществим с применением стандартных технических устройств и оборудования, и необходим в различных областях, например практической медицине (клинико-лабораторная диагностика, медицинская генетика), криминалистической, судебно-медицинской практике (например, в рамках проведения ДНК-идентификации личности), генной дактилоскопии и ДР- The claimed method for extracting nucleic acids from samples of nail plates is feasible using standard technical devices and equipment, and is necessary in various fields, for example, practical medicine (clinical and laboratory diagnostics, medical genetics), forensic, forensic practice (for example, within the framework of DNA testing). -personal identification), gene fingerprinting and DR-
Claims
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020132246 | 2020-09-30 | ||
| RU2020132246A RU2751244C1 (en) | 2020-09-30 | 2020-09-30 | Method for extraction of nucleic acids from nail plates |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2022071833A1 true WO2022071833A1 (en) | 2022-04-07 |
Family
ID=77019618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2021/050381 Ceased WO2022071833A1 (en) | 2020-09-30 | 2021-11-17 | Method for extracting nucleic acids from nail plates |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2751244C1 (en) |
| WO (1) | WO2022071833A1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2584346C2 (en) * | 2014-06-17 | 2016-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный аграрный университет | Method for recovery of nucleic acids |
| RU2584035C1 (en) * | 2015-02-12 | 2016-05-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Method for diagnosing onychomycosis |
| RU2650865C1 (en) * | 2016-11-29 | 2018-04-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Магнэтик" | Set of reactives for dna purification |
-
2020
- 2020-09-30 RU RU2020132246A patent/RU2751244C1/en active
-
2021
- 2021-11-17 WO PCT/RU2021/050381 patent/WO2022071833A1/en not_active Ceased
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2584346C2 (en) * | 2014-06-17 | 2016-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный аграрный университет | Method for recovery of nucleic acids |
| RU2584035C1 (en) * | 2015-02-12 | 2016-05-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Method for diagnosing onychomycosis |
| RU2650865C1 (en) * | 2016-11-29 | 2018-04-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Магнэтик" | Set of reactives for dna purification |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| INSTRUKTSIYA PO PRIMENENIJU KOMPLEKTA REAGENTOV DLYA VYDELENIYA RNK/ DNK IZ KLINICHESKOGO MATERIALA «RIBO-PREP, 22 February 2017 (2017-02-22), pages 5 - 6, Retrieved from the Internet <URL:https://www.amplisens.ru/upload/iblock/a39/Pn6o-npep%20(apxnB)210319.pdf> [retrieved on 20210121] * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2751244C1 (en) | 2021-07-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4404553B2 (en) | Methods for prenatal diagnosis of isolated maternal blood fetal cells | |
| JP7083756B2 (en) | Protein-based sample recovery matrix and equipment | |
| CA2728484C (en) | Method for filtering nucleic acids, in particular from fixed tissue | |
| CN100471861C (en) | Rapid RNA Extraction from Cells and Tissues | |
| CN103080336A (en) | Kit, device and method for detecting chromosome copy number of embryo or tumor | |
| JP2012157366A (en) | Eluting reagent, method and kit for isolating dna | |
| EP2337852A2 (en) | Methods and compositions for isolating nucleic acid | |
| EP4139482B1 (en) | Single step sample preparation for next generation sequencing | |
| JP6815334B2 (en) | Automated methods for the isolation of nucleic acids | |
| CN108410951A (en) | A kind of new nucleic acid extracting reagent and its application | |
| WO2014143714A2 (en) | Methods for one step nucleic acid amplification of non-eluted samples | |
| JP2004500001A (en) | Compositions and methods for using lysis matrices to isolate DNA | |
| CN112646803A (en) | Viral genome nucleic acid extraction kit, method and application | |
| EP1053357B1 (en) | Processes for isolating, amplifying and characterizing dna | |
| RU2751244C1 (en) | Method for extraction of nucleic acids from nail plates | |
| WO2024050998A1 (en) | Nucleic acid detection reagent for rapidly detecting pathogen of pets, and kit and use thereof | |
| CN118460752B (en) | Primer group, kit and method for detecting brucella based on RAA-CRISPR/Cas13a technology | |
| CN109706143A (en) | A kind of extracting method of peripheral blood high molecular weight genomic DNA | |
| RU2753768C1 (en) | Dna extraction kit | |
| US20250277279A1 (en) | Sample pooling assay | |
| Kit | REColon TM miR-92a Assay Kit | |
| RU2628695C1 (en) | Method for rna and dna isolation from dry biological samples stored on paper media and set for its implementation | |
| Amorimat et al. | Deciphering the total RNA content | |
| CN116529371A (en) | Method and system for isolating RNA from self-collected small volume samples | |
| TR2023002225A1 (en) | ISOLATION OF NUCLEIC ACIDS FROM MATERIALS OF DIFFERENT SOURCES USING MARBLE MICRO PARTICLES (MMP) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 21876073 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 21876073 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |