Microarray to jedno z ciekawszych osiągnięć diagnostycznych ostatniego dwudziestolecia. Najczęściej stosowany jest w diagnostyce onkologicznej. Zapewnia pomoc w doborze leczenia dla konkretnego przypadku, stanowi więc narzędzie diagnostyki spersonalizowanej.
Historia metody sięga roku 2001, kiedy po raz pierwszy zsekwencjonowano ludzki genom. Otworzyło to drogę rozwoju diagnostyki opartej na identyfikacji kodu, którego pochodną jest ekspresja każdego białka w ciele człowieka i rozpoczęło nową erę genetyki – poszukiwania informacji diagnostycznej w pierwotnym źródle. Podwalinami dla funkcjonalnych metod diagnostycznych stały się badania opisujące regiony DNA odpowiedzialne za kluczowe funkcje, a mutacje których są fundamentem powstawania chorób. Ze szczególnym uwzględnieniem chorób neoplazmatycznych.
Genomika funkcjonalna to dziedzina zajmująca się określaniem funkcji transkrypcyjnej genu. Podstawową techniką jest równoległa obserwacja ekspresji. Najczęściej używanymi narzędziami są: komplementarne mikromacierze DNA, mikromacierze oligonukleotydowe i seryjna analiza ekspresji genów (SAGE). Ze względu na rodzaj wykrywanych sekwencji rozróżniamy: mikromacierze do badania ekspresji genów, sondy sekwencyjne mRNA, mikromacierze eksonowe, mikromacierze do badania obszarów pozagenowych, mikromacierze SNP – wykrywające jednonukleotydowe polimorfizmy NA oraz mikromacierze badające splicing i zróżnicowanie splicingowe tego samego genu.
Zasada metody opiera się na dwóch podstawowych etapach: produkcji sondy, oraz produkcji targetującego DNA (cDNA). Poszczególne sekwencje nanoszone są na powierzchnię mikromacierzy (szklanej lub polimerowej płytki) i tam immobilizowane. Następnie zachodzi reakcja hybrydyzacji z wcześniej przygotowanym cDNA. Sygnał, będący rezultatem hybrydyzacji ze znakowanym DNA targetującym identyfikuje które sekwencje są obecne w próbce badanej.
Użyteczność metody stanowi możność umieszczenia dziesiątek tysięcy odmiennych sekwencji genowych na małej powierzchni płytki (macierzy, CHIPu). Fragmenty kwasów nukleinowych aranżowane są w kolumny i rzędy. Bardzo ważnym aspektem wyróżniającym Microarray na tle starszych metod genetycznych jest fakt, iż preselekcja genu przed amplifikacją nie wpływa na wynik hybrydyzacji.
Formacja nowotworu zachodzi przy symultanicznych zmianach w setkach, bądź tysiącach komórek, będących wynikiem kumulacji mutacji. Dobrodziejstwo stosowania mikromacierzy to możliwość równoczesnego testowania wielkiej liczby próbek genetycznych. Szczególnie przy identyfikacji polimorfizmów pojedynczych nukleotydów (SNP) i mutacji driverowych. Co daje potężne narzędzie diagnostyczne dla klasyfikacji guzów, identyfikacji docelowych genów supresorów nowotworowych, markerów a przede wszystkim, genów związanych z chemorezystancją. Stanowi to pełną podstawę do skierowania pacjenta na odpowiedni tor leczenia. Eliminuje także błędne przypisanie terapeutyków, będące jedną z głównych przyczyn niepowodzeń w terapii.
Technika Microarray jest od lat stosowana w krajach rozwiniętych, przy diagnostyce i monitorowaniu nowotworów piersi, pęcherza moczowego, raka żołądka, czerniaka i chłoniaków.
Metoda TMA (Tissue Micorarray) służąca do hybrydyzacji genów bezpośrednio z tkanek zmienionych rzuca diagnostyczne światło tam, gdzie klasyczna diagnostyka histopatologiczna nie pozwala na szczegółową klasyfikację guza.
Wraz z rozwojem techniki i wiedzy stosujących ją diagnostów rośnie ilość chorób, które mogą być z jej pomocą wykrywane i monitorowane.
Maciej Smutek