O nouă metodă foarte sensibilă de detectare a ADN-ului ar putea avea implicaţii uriaşe pentru accelerarea detectării bolilor. Astfel, diagnosticarea se poate face în stadii mai timpurii ale evoluţiei unei boli, ceea ce poate avea un impact considerabil asupra rezultatelor în materie de sănătate.
Cercetătorii de la Universitatea Amherst, din Massachusetts (UMass Amherst) împing limitele ingineriei biomedicale cu o nouă metodă de detectare a ADN-ului cu o sensibilitate fără precedent: de o sută de ori mai mare.
„Detectarea ADN-ului se află în centrul bioingineriei", spune Jinglei Ping, autorul principal al cercetării care a apărut în Proceedings of the National Academy of Sciences - PNAS.
„Toată lumea vrea să detecteze ADN-ul la o concentraţie scăzută cu o sensibilitate ridicată. Iar noi tocmai am dezvoltat această metodă pentru a îmbunătăţi sensibilitatea de aproximativ 100 de ori fără niciun cost", spune cercetătorul.
Cu metodele tradiţionale de detecţie, spune el, „provocarea înseamnă practic să găseşti acul în carul cu fân".
Există o mulţime de molecule prezente într-o probă care nu sunt ADN-ul ţintă şi care pot interfera cu rezultatul, explică cercetătorul.
În acest sens, noua metodă este diferită. Proba de test este plasată în interiorul unui câmp electric alternativ.
Apoi, „lăsăm ADN-ul să danseze", spune Ping, profesor asistent adjunct de inginerie biomedicală, afiliat la Centrul pentru monitorizarea personalizată a sănătăţii din cadrul Institutului pentru Ştiinţe Aplicate ale Vieţii la UMass.
„Când şirurile de ADN dansează, ele au o anumită frecvenţă de oscilaţie".
Cercetătorii pot citi apoi probele pentru a vedea dacă există o moleculă care se mişcă într-un mod care se potriveşte cumişcarea ADN-ului ţintă şi o pot distinge cu uşurinţă de diferite modele de mişcare.
Procesul funcţionează chiar şi atunci când există o concentraţie foarte mică de ADN ţintă.
Această nouă metodă are implicaţii uriaşe pentru accelerarea detectării bolilor, spun cercetătorii.
În primul rând, deoarece este atât de sensibilă, diagnosticarea poate avea loc în stadii mai timpurii ale evoluţiei unei boli, ceea ce poate avea un impact considerabil asupra rezultatelor în materie de sănătate.
De asemenea, această metodă durează câteva minute, nu zile, săptămâni sau luni, pentru că totul este electric.
„Asta o face potrivită pentru punctul de îngrijire", spune Ping.
De obicei, probele sunt direcţionate către un laborator care are nevoie de timp pentru a furniza rezultatele rapid sau lent, în funcţie de încărcarea acestuia, ceea ce poate dura 24 de ore sau mai mult.
De exemplu, în cazul unui diagnostic, o probă de biopsie este congelată şi apoi trimisă la un laborator pentru procesare, ceea ce poate dura până la două luni.
Rezultatele aproape instantanee cu această nouă metodă înseamnă că tratamentul nu trebuie să aştepte timpii de procesare în laborator.
Un alt beneficiu al acestei metode: sistemul este portabil.
Ping descrie dispozitivul ca fiind de dimensiuni similare cu un instrument de testare a glicemiei, ceea ce poate duce la îmbunătăţiri în domeniul sănătăţii la scară globală.
„Poate fi folosit în locuri în care resursele sunt limitate. Am fost într-o ţară şi medicul merge de obicei într-un sat o dată sau de două ori pe an, iar acum, poate că pot avea o bază care să aibă acest tip de instrument şi vor avea şansa de a testa rapid şi uşor", spune cercetătorul american.
Ping este entuziasmat de amploarea aplicaţiilor posibile pentru această descoperire.
„Abordarea nano-mecanoelectrică poate fi integrată, de asemenea, cu alte tehnologii de bioinginerie, cum ar fi CRISPR, pentru a elucida căile de semnalizare a acizilor nucleici şi a înţelege mecanismele bolilor, sau a identifica noi ţinte de medicamente şi a crea strategii de tratament personalizate, inclusiv terapii care vizează microARN-ul", a precizat el.
Echipa va susţine o prezentare referitoare la acest studiu la reuniunea anuală a Societăţii de Inginerie Biomedicală, care va avea loc pe 13 octombrie 2023 în Seattle, în statul Washington.
Cercetarea fost finanţată prin premiul Trailblazer, pe care Ping l-a primit de la Institutul Naţional de Imagistică Biomedicală şi Bioinginerie din Statele Unite.
