Summary

Mise en place d’une plateforme de criblage à haut débit afin d’évaluer l’hétérogénéité d’Amplification de gène HER2 dans les Cancers du sein

Published: December 05, 2017
doi:

Summary

Une distribution hétérogène de cellules HER2-positif peut être observée dans un sous-ensemble des cancers du sein et génère des dilemmes cliniques. Ici, nous introduisons un protocole fiable et rentable pour définir, quantifier et comparer HER2 une hétérogénéité génétique intra-tumeur dans une grande série de cancers du sein traités de façon hétérogène.

Abstract

Des thérapies ciblées contre le récepteur de facteur de croissance épidermique humain (HER2) de 2 ont changé radicalement les résultats des patients atteints de cancers du sein HER2-positif. Cependant, une minorité de cas affiche une distribution hétérogène de cellules HER2-positif, qui génère des défis cliniques majeurs. A ce jour, aucun protocole fiable et standardisé pour la caractérisation et la quantification des hétérogène amplification de gène HER2 dans des cohortes n’ont été proposées. Nous présentons ici une méthode de haut débit afin d’évaluer en même temps le statut HER2 dans différentes zones topographiques de plusieurs cancers du sein. En particulier, nous illustrons la procédure de laboratoire pour construire des microarrays de tissu amélioré (TMA) incorporant un mappage ciblé des tumeurs. Tous les paramètres TMA ont été spécialement optimisés pour l’hybridation d’argent in situ (SISH) fixés au formol les tissus mammaires (FFIP) inclus en paraffine. L’analyse immunohistochimique des biomarqueurs pronostiques et prédictifs (c.-à-d., ER, PR, Ki67 et HER2) doit être effectuée à l’aide de procédures automatisées. Un protocole SISH personnalisé a été appliqué pour permettre une analyse moléculaire de haute qualité à travers de nombreux tissus qui ont subi des procédures de fixation, de traitement et de stockage différentes. Dans cette étude, nous fournissons une preuve du principe que les séquences d’ADN spécifiques pourraient être cancers mammaires simultanément localisées dans des zones distinctes de topographiques de multiple et hétérogène transformés à l’aide d’une méthode efficace et rentable.

Introduction

HER2 est un proto-oncogène qui est surexprimé et amplifié dans 15 à 30 % de tous les invasive breast cancer1,2. La surexpression de HER2 est déduite par la présence de > 10 % des cellules avec membrane forte immunohistochimie (IHC) coloration (3 +), tandis que l’amplification de gène peut être évaluée lorsque le ratio de HER2/centromère est ≥ 2 ou que le nombre de copies du gène est ≥6, sur le comptage au moins 20 cellules par in situ hybridation (ISH)3.

Une hétérogénéité génétique intra-tumeur a été largement décrite dans les cancers du sein, étant un contributeur néfastes à l’évaluation de biomarqueurs et traitements réponse4. Selon le College of American Pathologists (CAP), hétérogénéité HER2 existe si HER2 est amplifié chez > 5 % et < 50 % d’infiltration tumorale sériés5. Malheureusement, l’incidence réelle de l’hétérogénéité spatiale HER2 dans les cancers du sein reste un sujet de controverse entre les pathologistes, avec certains auteurs soutenant que c’est un événement extrêmement rare, et d’autres suggérant que jusqu’à 40 % des cas sont HER2-hétérogènes1,5,6,7,8,9,10. Malgré les mécanismes biologiques qui sous-tendent cette condition sont pas encore totalement clarifiées, les effets cliniques et pronostiques de l’hétérogénéité intra-tumeurs HER2 sont cruciales pour breast cancer patients11.

Récemment, lumineux-zone des techniques moléculaires, comme chromogène ISH (CISH) et argent ISH (SISH), étaient devenus des méthodes fiables pour détecter les HER2 hétérogénéité dans les tissus FFIP, avec quelques avantages par rapport aux fluorescents ISH (poisson)12. Malheureusement, l’analyse en vrac des cas unique reste impraticable dans les études de cohorte importante. Plusieurs groupes ont suggéré que la combinaison d’histochimie, IHC et ISH avec technologies TMA pourrait constituer une stratégie utile dans l’étude du cancer biology13,14,15,16. Avec cette méthode largement adoptée, des échantillons de tissus provenant de patients différents peuvent être analysés en même temps, réduisant au minimum le tissu et les réactifs utilisés et favorisant ainsi l’analyse uniforme d’une grande série de cas14. Cependant, aucun des protocoles ne sont disponibles pour la caractérisation moléculaire simultanée de haut débit de plusieurs échantillons de tissus qui a subi une transformation différente en termes de réactifs, temps de fixation et des méthodes de conservation indépendants, par exemple sous le nom d’archives pâtés de maisons.

Étant donné les implications pronostiques et cliniques de l’hétérogénéité spatiale HER2 dans les cancers du sein, nous avons développé une plateforme intégrée moléculaire pour évaluer en grande série de cas hétérogène transformés. Ici, nous dépeindre les stratégies de laboratoire pour générer et analyser l’hétérogénéité intra-tumorale de HER2 amplification dans la TMA de rendement élevé de cancer du sein au moyen de l’ES. Le protocole suivant a été développé pour les tumeurs mesurant > 5 mm (> pT1b selon la classification TNM 2017)17. Pour les lésions plus petites, nous recommandons de procéder l’analyse sur des coupes sériées intégral. Notre procédure permet l’analyse simultanée d’IHC et recueillent des jusqu’à 30 cancers du sein, qui englobe une moyenne de 6 zones distinctes (intervalle de 4 à 8) pour chaque cas. Au total, 180 carottes de tissu de 1 mm de diamètre, avec 500 µm entre les noyaux et de 2 mm entre la grille et les bords seront générés pour chaque bloc TMA.

Protocol

Cette étude a été approuvée par le Conseil de révision institutionnelle de IRCCS Ca’ Granda Foundation, l’hôpital Policlinico, Milan, Italie. 1. sélection des Patients et des échantillons de tissus Récupérer les slides d’archivage de tous les cas à analyser, y compris toutes les disponible hématoxyline et éosine (H & E) IHC diapositives depuis le diagnostic initial et, le cas échéant, un H & E d’égalé le tissu mammaire non néoplasiques (p. ex., marge …

Representative Results

Au total, 444 du sein envahissant les cancers ont été incorporées au 15 TMAs spécialement optimisés pour les analyses de l’ISH. Parmi les 2 664 points échantillonnés, 2 651 (99,5 %) étaient représentatifs des domaines précédemment sélectionnés et donc considérés comme propices pour les analyses suivantes. L’hétérogénéité intra-tumeur a été déterminée par IHC et SIH, avec un accent particulier sur la répartition hétérogène de clones de HER2-positif dans les …

Discussion

Ici, nous avons détaillé les stratégies de laboratoire pour effectuer les analyses SISH du gène HER2 et son centromère correspondante dans la TMA de rendement élevé des cancers du sein traités de façon hétérogène. Cette méthode est rentable et peut être effectuée dans la plupart des laboratoires pour l’étude de l’hétérogénéité amplification du gène HER2 dans des cohortes des archives de pathologie du sein Cancer Récupérée forme.

En raison de l’i…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Aucun.

Materials

Surgipath Paraplast Leica Biosystems, Wetzlar, Germany, EU 39601006 Tissue embedding medium, 56 °C melting point
Eosin Y  1% water solution Bio Optica, Milan, Italy, EU 510002 Eosin yellowish, water-soluble
Carazzi’s hematoxylin Bio Optica, Milan, Italy, EU 506012 Alum hematoxylin ripened using potassium iodate
Diamond quality Laboindustria, Arzergrande, Italy, EU 33533 26×76 mm microscope slides
Leica CV Mount Leica Biosystems, Wetzlar, Germany, EU 14046430011 Mounting medium, with no monomers, based on polymers of butylmethacrylate in xylene
FLEX IHC microscope slides Agilent Technologies (Dako),  Santa Clara, CA, USA K8020 Coated microscope slides for adhesion of FFPE for use in IHC
BenchMark ULTRA Ventana medical system, Tucson, AZ, USA N750-BMKU-FS Slide staining system
CONFIRM anti-Estrogen Receptor (ER) (SP1) Rabbit Monoclonal Primary Antibody Ventana medical system, Tucson, AZ, USA 790-4324 Primary antibody, ready-to-use
CONFIRM anti-Progesterone Receptor (PR) (1E2) Rabbit Monoclonal Primary Antibody Ventana medical system, Tucson, AZ, USA 790-2223 Primary antibody, ready-to-use
CONFIRM anti-Ki-67 (30-9) Rabbit Monoclonal Primary Antibody Ventana medical system, Tucson, AZ, USA 790-4286 Primary antibody, ready-to-use
PATHWAY HER2 (4B5) Rabbit Monoclonal Primary Antibody Ventana medical system, Tucson, AZ, USA 790-4493 Primary antibody, ready-to-use
ultraView Universal DAB Detection Kit Ventana medical system, Tucson, AZ, USA 760-500 Indirect, biotin-free system for detecting mouse IgG, mouse IgM and rabbit primary antibodies
INFORM HER2 Dual ISH DNA Probe Cocktail Ventana medical system, Tucson, AZ, USA 780-4422 INFORM HER2 Dual ISH assay – Dual color in situ hybridization FDA approved automated assay for determining HER2 gene status in breast cancer patients 
ultraView Silver ISH DNP Detection Kit Ventana medical system, Tucson, AZ, USA 800-098
ultraView Red ISH DIG Detection Kit Ventana medical system, Tucson, AZ, USA 800-505
ISH Protease 3 Ventana medical system, Tucson, AZ, USA 780-4149 Used in the ISH process to remove protein that surrounds the target DNA sequences of interest
Hematoxylin Ventana medical system, Tucson, AZ, USA 760-2021 Modified Gill's hematoxylin counterstain reagent
Hematoxylin II Counterstaining Ventana medical system, Tucson, AZ, USA 790-2208 Modified Meyer's hematoxylin counterstain reagent
Bluing reagent Ventana medical system, Tucson, AZ, USA 760-2037 Aqueous solution of buffered lithium carbonate for bluing hematoxylin stained sections on glass slides
HybReady Ventana medical system, Tucson, AZ, USA 780-4409 Formamide-based buffer for ISH assays
EZ Prep (10x) Ventana medical system, Tucson, AZ, USA 950-102 Concentrate solution for paraffin removal from tissue samples during IHC and ISH reactions, and to dilute 1:10.
SSC Buffer (10X) Ventana medical system, Tucson, AZ, USA 950-110 Sodium Chloride Sodium Citrate buffer solution is used for stringency washes and to rinse slides between staining steps and provide a stable aqueous environment for the in situ hybridization reactions. Dilute 1:5.
ULTRA LCS Ventana medical system, Tucson, AZ, USA 650-210 Prediluted (ready-to-use) coverslip solution used as a barrier between the aqueous reagents and the air to prevent evaporation in the IHC and ISH reactions
Reaction Buffer (10x) Ventana medical system, Tucson, AZ, USA 950-300 Tris based buffer solution (pH 7.6 ± 0.2) to rinse slides between staining steps during IHC and ISH. Dilute 1:10.
ULTRA Cell Conditioning (ULTRA CC2) Ventana medical system, Tucson, AZ, USA 950-223 Pretreatment steps in the processing of tissue samples during IHC and ISH. Ready to use.
ULTRA Cell Conditioning (ULTRA CC1) Ventana medical system, Tucson, AZ, USA 950-224
ultraView Silver Wash II Ventana medical system, Tucson, AZ, USA 780-003 Ready-to-use solution to rinse slides between IHC and ISH staining steps
Microtome Leica Biosystems, Wetzlar, Germany, EU RM 2255 Automated rotary microtome
Multistainer Leica Biosystems, Wetzlar, Germany, EU ST 5020 Workstation for automated staining and coverslipping
Minicore 1 Alphelys, Plaisir, France, EU 00-MICO-1 Semi-automatic arrayer for TMA contruction with TMA Designer 2 embedded software
Aperio ScanScope CS2 Leica Biosystems, Wetzlar, Germany, EU K080254 Image capture device – digital pathology scanner
Tissue-Tek III Uni-Cassette Sakura Finetek Europe B.V 4135 Cassette
Tissue-Tek Paraform Standard Base Mold Sakura Finetek Europe B.V 7055 Stainless-Steel base metal mold

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Ercoli, G., Lopez, G., Ciapponi, C., Corti, C., Despini, L., Gambini, D., Runza, L., Blundo, C., Sciarra, A., Fusco, N. Building Up a High-throughput Screening Platform to Assess the Heterogeneity of HER2 Gene Amplification in Breast Cancers. J. Vis. Exp. (130), e56686, doi:10.3791/56686 (2017).

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