Новая система облегчает обнаружение редких молекул, связанных с ранней болезнью

        

Прикрепляя специализированные молекулы к основному основанию ДНК, исследователи упростили обнаружение редких молекул, связанных с ранней болезнью.

Наличие или изменение концентрации определенных белков в биологических жидкостях может быть индикатором заболевания. Однако на ранних стадиях заболевания эти «биомаркеры» могут быть трудно обнаружить, поскольку они относительно редки.

Обнаружение важных биомаркеров в более низких концентрациях позволит пациентам лечиться раньше при таких заболеваниях, как некоторые виды рака и неврологические расстройства, что может увеличить вероятность выживания

Однако существующие методы обнаружения часто недостаточно чувствительны и требуют дорогостоящей и долговременной предварительной обработки образца

Теперь исследователи из отдела химии в Имперском колледже Лондона придумали систему, которая является специфической, гибкой и может обнаруживать одиночные биомаркеры белка непосредственно в человеческой сыворотке (пул жидкости, отделенной от крови).

Система представляет собой значительную инновацию, поскольку она более чувствительна к конкретным биомаркерам и не требует клинической подготовки образца. Этот метод опубликован в Nature Communications.

Д-р Алекс Иванов, сопредседатель этого исследования от химического факультета Imperial, сказал: «Обнаружение отдельных молекул биомаркеров представляет собой максимальную чувствительность к ранней диагностике. Мы показали, что это можно выполнить такие измерения в реальных образцах человека, открывая потенциал для значимой ранней диагностики ».

Метод, разработанный командой, использует «основу» ДНК, структуру которой она построена. Они прививали «аптамеры» – синтетические молекулы ДНК, которые связываются с конкретными целевыми биомаркерами – с ДНК-цепями.

При добавлении к человеческой сыворотке аптамеры связываются с биомаркерами перед анализом, проходя через детектор нанопоры. Нанопоры представляют собой небольшие отверстия (часто не превышающие несколько миллиардов до нескольких метров), которые измеряют изменение электрического тока, когда молекулы проходят через них. Каждый биомаркер имеет уникальную сигнатуру тока, поэтому таким образом можно проанализировать присутствие и концентрацию целевых биомаркеров.

Команда продемонстрировала, что их система может работать, тестируя три аптамера на одной ДНК-основе. Они обнаружили, что нанопоры могут обнаруживать специфические биомаркеры, которые аптамеры были предназначены для подбора.

Говорят, что система может быть построена более чем с пятью разными аптамерами, позволяя одновременно обнаруживать сразу несколько биомаркеров. Кроме того, биомаркеры были обнаружены в сыворотке человека, что означает гораздо меньшее время и затраты на подготовку.

Основываясь на предварительных выводах этого исследования, в настоящее время исследовательские усилия сосредоточены на нескольких типах онкологических и неврологических расстройств, которые могут извлечь выгоду из обнаружения биомаркеров, которые находятся в низком количестве в клинических образцах.

Группа подала патент на эту технологию и в настоящее время изучает маршруты к коммерциализации, чтобы ее можно было использовать для улучшения качества жизни.

Д-р. Жасмин Сзе, которая закончила это исследование в рамках своего PhD на химическом факультете и недавно перешла на IMED Biotech в AstraZeneca, сказала: «Будучи в курсе быстрого роста технологий нанотехнологий и нанопоры, эта инновационная платформа может проложить путь для следующая волна клинических применений.

«Он обладает большим потенциалом для обнаружения биомаркеров, разработки сопутствующей диагностики, а также клинических исследований, таких как прямая диагностика, прогнозирование и классификация подтипов с чувствительностью к одной молекуле».

Источник:

http://www3.imperial.ac.uk/newsandeventspggrp/imperialcollege/newssummary/news_19-12-2017-14-12-49

      

Source link