Η τεχνική in situ fluoroscence hybridization ανακαλύφθηκε το 1960 από τους επιστήμονες Joseph Gall και Mary Lou Pardue βασισμένοι στην αρχή της συμπληρωματικότητας που αποδίδει το δίκλωνο DNA.
Σήμερα, η τεχνική (FISH) είναι ευρέως διαδεδομένη χάριν στη ταχύτητα και πιστότητα της σε ερευνητικά και διαγνωστικά κέντρα γενετικής.
Ας πάμε λίγο πίσω, ήδη από τα πειράματα των Watson & Crick στις αρχές του 1950 των θεμελιωτών της μοριακής σύστασης του δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος (DNA). Διαπίστωσαν ότι το DNA αποτελείται κατά βάση από δύο πανομοιότυπες έλικες οι οποίες είναι συμπληρωματικές μεταξύ τους. Έτσι με ομοιοπολικούς δεσμούς υδρογόνου, η Αδενίνη εφάπτεται με τη Θυμίνη (A/T) και η Γουανίνη με τη Κυτοσίνη (G/C) η συμπληρωματική έλικα σε αντίστροφή μορφή (Chrzanowska, Kowalewski and Lewandowska, 2020).
Στην αρχή οι ερευνητές Joseph Gall και Mary Lou Pardue εμπνεύστηκαν το γεγονός. Εάν σπάσουμε την δίκλωνη αλυσίδα DNA με θερμότητα ή χημικό τρόπο, τότε θα μπορέσουμε να τοποθετήσουμε τοπικά στο γονιδίωμα μικρές μονόκλωνες αλληλουχίες εφαρμόζοντας την αρχή της συμπληρωματικότητας (Wolff et al., 2007). Η πράξη της συμπληρωματικότητας με ξένη αλληλουχία DNA σε ένα γενετικό τόπο ονομάζεται υβριδισμός.
Ο υβριδισμός τύπου FISH επιτρέπει την ανίχνευση μεταλλάξεων, διπλασιασμών, απαλοιφών, μωσαϊκισμού, μη αμοιβαίων μεταθέσεων και συνενώσεων των χρωμοσωμάτων που μαρτυράτε σε σπάνια γενετικά νοσήματα λ.χ. (χρωμόσωμα Philadelphia 9-22, καρκίνου μαστού, ωοθηκών & πνεύμονα), είτε τη παρουσία γενετικού συνδρόμου (ανευπλοϊδία) στο αναπτυσσόμενο έμβρυο κατά την κύηση. Κατά τη τεχνική, μικρές αλληλουχίες (probes) εφοδιασμένες με φθορίζουσα ουσία ρίπτονται στα κύτταρα με αποτέλεσμα το φωτισμό των χρωμοσωμάτων (Tkachuk et al., 1990).
Τεχνική υβριδισμού FISH, από καλλιέργεια κυττάρων συμπαγή όγκου, εικόνα από (Chrzanowska, Kowalewski and Lewandowska, 2020).
Τα προτερήματα της τεχνικής FISH είναι η αμεσότητα και η μεγάλη πιστότητα που αποδίδεται κατά το αποτέλεσμα. Σε αντίθεση με το συμβατικό καρυότυπο, η τεχνική FISH εμβαθύνει την εστίαση στα χρωμοσώματα από 100-200kb, συγκριτικά με το καρυότυπο 5-10Mb. Καθιστώντας την τεχνική περισσότερο επιδέξια στον εντοπισμό μικρών και μεγάλων μορφολογικά αλλοιώσεων στο γονιδίωμα.
Πλεονεκτήματα FISH υβριδισμού
Εντοπίζει >50% περιστατικών ανευπλοϊδίας στο έμβρυο κατά τη κύηση
Ανιχνεύει >86% των μεταλλάξεων στα χρωμοσώματα
Ανιχνεύει μικρές γενετικές μεταλλαγές τύπου CMV
Ανίχνευση πολλαπλών σημάτων
Υψηλή ευαισθησία και ακρίβεια
Αποτέλεσμα εντός λίγων ημερών
Άρθρο της HumanGenomics
Μιχαήλ Σεβνταλής
Βιοεπιστήμονας Γενετικής & Σύμβουλος Γενετικής
Βιβλιογραφία
Chrzanowska, N.M., Kowalewski, J. and Lewandowska, M.A. (2020). Use of Fluorescence In Situ Hybridization (FISH) in Diagnosis and Tailored Therapies in Solid Tumors. Molecules, [online] 25(8). doi:https://doi.org/10.3390/molecules25081864.
Tkachuk, D., Westbrook, C., Andreeff, M., Donlon, T., Cleary, M., Suryanarayan, K., Homge, M., Redner, A., Gray, J. and Pinkel, D. (1990). Detection of bcr-abl fusion in chronic myelogeneous leukemia by in situ hybridization. Science, 250(4980), pp.559–562. doi:https://doi.org/10.1126/science.2237408.
Wolff, D.J., Bagg, A., Cooley, L.D., Dewald, G.W., Hirsch, B.A., Jacky, P.B., Rao, K.W. and Rao, P.N. (2007). Guidance for Fluorescence in Situ Hybridization Testing in Hematologic Disorders. The Journal of Molecular Diagnostics, [online] 9(2), pp.134–143. doi:https://doi.org/10.2353/jmoldx.2007.060128.
