– Wykrywanie DNA znajduje się w centrum bioinżynierii – mówi Jinglei Ping, główna autorka artykułu, który ukazał się w Proceedings of the National Academy of Sciences . Ping jest adiunktem w dziedzinie inżynierii mechanicznej i przemysłowej oraz adiunktem w dziedzinie inżynierii biomedycznej i powiązana jest z Centrum Spersonalizowanego Monitorowania Zdrowia Instytutu Stosowanych Nauk Przyrodniczych. – Każdy chce wykrywać DNA w niskim stężeniu i z dużą czułością. Właśnie opracowaliśmy tę metodę, aby zwiększyć czułość około 100 razy bez żadnych kosztów.
Jak mówi, w przypadku tradycyjnych metod wykrywania „wyzwaniem jest w zasadzie znalezienie igły w stogu siana”. W próbce znajduje się wiele cząsteczek, które nie są docelowym DNA i które mogą zakłócać wynik.
Nowa metoda jest inna. Badaną próbkę umieszcza się w zmiennym polu elektrycznym. Następnie „pozwalamy DNA tańczyć” – mówi PING. – Kiedy łąńcuchy DNA tańczą, mają określoną częstotliwość oscylacji. Naukowcy mogą następnie odczytać próbki, aby sprawdzić, czy cząsteczka porusza się w sposób odpowiadający ruchowi docelowego DNA i łatwo odróżnić ją od różnych wzorców ruchu. Działa to nawet wtedy, gdy stężenie docelowego DNA jest bardzo niskie.
Ta nowa metoda ma ogromne implikacje w zakresie przyspieszenia wykrywania chorób. Po pierwsze, diagnoza może zostać postawiona na wcześniejszych etapach postępu choroby, co może mieć ogromny wpływ na wyniki zdrowotne.
Ponadto zajmuje minuty, a nie dni, tygodnie lub miesiące, ponieważ jest całkowicie „elektryczna”. – Dzięki temu nadaje się do stosowania w punktach opieki – mówi Ping. – Zazwyczaj dostarczamy próbki do laboratorium, które może dostarczyć wyniki szybko lub powoli, w zależności od tego, jak szybko to nastąpi, i może to zająć 24 godziny lub dłużej.
Przytacza na przykład, jak po postawieniu diagnozy próbkę z biopsji zamraża się, a następnie wysyła do laboratorium w celu przetworzenia, co może zająć do dwóch miesięcy. Niemal natychmiastowe wyniki uzyskane dzięki nowej metodzie oznaczają, że leczenie nie musi czekać na czas przetwarzania w laboratorium.
Kolejna zaleta: nowa jest „przenośna”. Ping opisuje urządzenie jako podobne wielkością do narzędzia do pomiaru poziomu cukru we krwi, które otwiera drzwi do poprawy zdrowia w skali globalnej. – Można go używać w miejscach, gdzie zasoby są ograniczone. Pojechałem na wieś, a lekarz zwykle jeździ na wieś raz lub dwa razy w roku, a teraz może uda im się mieć bazę, która ma tego rodzaju narzędzie i będzie mógł będziesz miał okazję szybko i łatwo to sprawdzić.
Ping jest podekscytowana różnorodnością możliwych zastosowań tego odkrycia, mówiąc: – Podejście nanomechanoelektryczne można również zintegrować z innymi technologiami bioinżynieryjnymi, takimi jak CRISPR, w celu wyjaśnienia szlaków sygnałowych kwasów nukleinowych, zrozumienia mechanizmów chorobowych, identyfikacji nowych celów leków i stworzenia spersonalizowane strategie leczenia, w tym terapie ukierunkowane na mikroRNA.
Xiaoyu Zhang, absolwentka asystenta badawczego w Ping Lab, wygłosi ustną prezentację związaną z tym badaniem na dorocznym spotkaniu Towarzystwa Inżynierii Biomedycznej, które odbędzie się 13 października 2023 r. w Seattle w stanie Waszyngton.
Badania te zostały wsparte nagrodą Trailblazer Award Ping przyznaną przez Narodowy Instytut Obrazowania Biomedycznego i Bioinżynierii. Więcej na ich temat znajduje się TU
Zdjęcie zajawka: rawpixel.com
Zostaw komentarz
You must be logged in to post a comment.