Evaluation of Formalin-Fixed Paraffin-Embedded Tissue Samples for Germline DNA Analyses

Abstract

Tämä opinnäytetyö tehtiin Helsingin yliopiston patologian osastolla yhteistyössä Helsingin Biopankin kanssa. Tutkimus oli osa laajempaa projektia, jossa tutkitaan parafiiniin valetuista kudosnäytteistä saatavan DNA:n sopivuutta genotyyppaukseen, vertaamalla sitä veren valkosoluista eristetyn DNA:n tuottamiin genotyyppeihin. Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli verrata parafiiniin valetuista kudosnäytteistä eristetyn DNA:n laatua eri kudoksista, eri vuosilta, eri patologian laboratorioista ja eri säilytyspaikoista kerättyjen näytteiden välillä, ja arvioida näytteiden käytettävyyttä ituradan DNA-analyyseihin.

Tutkimukseen käytetyt 113 näytettä olivat tervettä kudosta potilailta, joilla on syöpädiagnoosi vuosilta 1975–2019. Syöpäkudosnäytteen näytepreparaatit mikroskopoitiin syöpädiagnoosin varmistamiseksi, minkä jälkeen valittiin sopivat terveet kudosnäytteet. Parafiiniin valetuista kudosnäytteistä irrotettiin kudoslieriöitä DNA-eristystä varten. Kudoslieriöt esikäsiteltiin ja DNA eristettiin automatisoidulla QIAsymphony SP -laitteistolla. Eristetyn DNA:n laatu testattiin Functional Genomics Unitissa (FuGU), Helsingissä.

DNA:n laatuanalyysien tulokset vaihtelivat näytteiden välillä. Yleisesti parafiiniin valettujen kudosnäytteiden DNA:n laatu oli laatuarvoiltaan matalaa, mutta uudemmissa näytteissä (2010 eteenpäin) laatu oli parempaa kuin vanhemmissa. Pieniä eroja nähtiin eri kudosten välillä, kuten myös eri patologian laboratorioiden välillä. Erot todennäköisesti johtuvat eri näytemateriaaleista sairaaloiden välillä. Eri säilytyspaikat eivät vaikuttaneet näytteiden laatuun.

Johtopäätöksenä tuloksista voidaan sanoa, että genotyyppaus-projektiin käytettävien parafiiniin valettujen kudosnäytteiden tulisi olla mahdollisimman tuoreita parhaan mahdollisen DNA:n laadun varmistamiseksi. Parafiiniin valettu imukudos osoittautui hyväksi lähtömateriaaliksi DNA-eristykseen. Tutkimuksessa eristetyistä DNA-näytteistä voidaan valita edustavimmat näytteet genotyyppaus-projektin hyödynnettäväksi. Laadullisesti huonompia näytteitä voitaisiin yrittää parannella kaupallisilla DNA:n korjaus -kiteillä ennen jatkotutkimuskäyttöä.

This study was conducted for Helsinki University, Department of Pathology in co-operation with Helsinki Biobank. This research was a part of a wider study about comparison of DNA extracted from formalin-fixed paraffin-embedded (FFPE) tissue samples and white blood cells for genotyping. The purpose of this research was to compare the quality of DNA extracted from FFPE tissue specimens from different tissue types, preparation year of the FFPE sample, pathology laboratories and storage facilities, to determine if FFPE specimens were suitable for germline DNA analyses.

The study sample consisted of 113 FFPE tissue specimens from patients that have been diagnosed with cancer between years 1975 and 2019. Tumor sample slides were first examined with a microscope to confirm the cancer diagnosis, followed by a selection of suitable non-malignant tissue samples. The corresponding non-malignant FFPE tissue samples were punched to get material for DNA extraction. FFPE tissue punches were pretreated and the DNA was extracted with an automated QIAsymphony SP equipment. The quality and quantity of the extracted DNA was assessed at the Functional Genomics Unit (FuGU) in Helsinki.

Quality control parameters showed differences in DNA quality of the samples. The overall DNA quality was low for FFPE samples, but it was better for more recent specimens (2010 onwards) compared to older specimens. Some minor differences were seen between different tissue types, as well as different pathology laboratories, which might be due to differences in sample material from different hospitals. Sample storage facility had no effect on DNA quality.

It can be concluded that for germline DNA analyses, more recent samples should be used. FFPE samples containing lymphoid tissue were a good source of DNA. For future exploitation of the DNA samples of this study, the most representative samples with the best quality could be utilized in the genotyping project. For lower quality samples, a commercial FFPE DNA repair kit could be tested and applied before further applications.