211service.com
Følsom nanotest for hjerteanfald, Alzheimers
En ultrafølsom DNA- og proteindetektor, der forventes at være bredt tilgængelig senere i år, kan redde liv ved at opdage genetiske og infektionssygdomme tidligt, før de bliver dødelige eller spredes. Dens relativt lave omkostninger og enkelhed vil gøre diagnostiske tests, som i dag kun kan udføres i specialiserede laboratorier, tilgængelige på lokale hospitaler. Desuden, fordi det er ekstremt følsomt, kan det opdage tegn på sygdom, der er usynlige for nuværende værktøjer.
Nanospheres DNA- og proteindetektor kan gøre testning for genetisk sygdom og specifikke patogener, herunder bioterrormidler, lige så rutinepræget som almindelige blodprøver. (Foto og dias udlånt af Nanosphere, Northbrook, IL.)
Enheden, som er udviklet af Nanosfære , Northbrook, IL, baseret på forskning af Chad Mirkin , professor i kemi ved Northwestern University, er allerede i brug i adskillige forskningslaboratorier og afventer Food and Drug Administration-godkendelse, før det kommer i almindelig brug.
[Klik her for illustrationer af den proces, der bruges af Nanosphere-protein- og DNA-detektoren.]
I sin første applikation vil den guld-nanopartikel-baserede detektor fortælle læger, om patienter har en genetisk egenskab, der gør dem tilbøjelige til at udvikle blodpropper under operationen, hvilket hjælper læger med at forhindre slagtilfælde. Kort efter, i afventning af resultaterne af igangværende kliniske forsøg, kunne det diagnosticere tidligere uopdaget hjertesygdom og hjælpe forskere med at diagnosticere og udvikle behandlinger for Alzheimers sygdom ved at påvise niveauer af afslørende proteiner i blodet i koncentrationer, der ikke kan påvises af nogen anden teknologi, siger Bill Moffitt, CEO. af nanosfæren.
Hvert år bliver 100.000 patienter, der klager over hjerteanfaldslignende symptomer, sendt hjem uden behandling, fordi de nuværende metoder ikke kan diagnosticere nogle hjerteanfald, siger Moffitt. Af disse mennesker dør 20 procent inden for en måned, siger han. Og resten har meget større risiko for at dø af et hjerteanfald i det kommende år. Moffitt siger, at Nanosphere-teknologien kan hjælpe læger med at diagnosticere og behandle disse angreb ved at opdage koncentrationer, der er tusind gange lavere end de nuværende metoder for et protein, der frigives i kroppen under et hjerteanfald.
Moffitt siger, at teknologien allerede er blevet brugt til at påvise i en blodprøve et protein, der menes at være forbundet med tidligt stadium af Alzheimers i blodet. Hvis denne markør viser sig at være indikativ for Alzheimers forløb, så vil vi have udviklet en simpel blodprøve for Alzheimers, siger han. Og ifølge ham burde de vide den ene eller den anden vej inden for to år.
Selvom der endnu ikke findes nogen behandling for Alzheimers, kan et endegyldigt diagnoseværktøj bruges til at udelukke sygdommen hos mennesker, der har symptomer på demens forårsaget af andre faktorer. Måske endnu vigtigere, en sådan diagnostisk evne ville gøre det muligt at udvikle og teste nye lægemidler til Alzheimers, siger Moffitt.
For at påvise DNA beklæder kemikere guldnanopartikler med flere DNA-strenge, der er komplementære til mål-DNA-sekvensen. Når disse nanopartikler binder sig til mål-DNA'et, fanges de på et mikroarray, der også er blevet dekoreret med komplementære DNA-strenge. Når lyset passerer gennem arrayet, spredes det af partiklerne, hvilket skaber et mønster, der kan fanges med en digital kamerasensor. Ved at variere placeringen og tætheden af DNA'et på arrayet kan forskerne bestemme koncentrationen af DNA'et i en prøve, samt se efter flere genetiske markører med en test.
Påvisning af proteiner kræver et yderligere trin, da DNA-strengene ikke vil binde sig specifikt til proteiner. I stedet for DNA bruger Nanosphere-forskere antistoffer til at fange et målprotein. De binder disse antistoffer til magnetiske perler, som trækker proteinet ud af en blodprøve ved hjælp af et magnetfelt. De binder også antistoffer til guldnanopartikler, hvilket får disse partikler til at klæbe til proteinet. Som med DNA-detektionsmetoden bærer disse guldpartikler DNA-strenge, men her fungerer disse strenge ikke som links til målproteinet, men som mærker - hundredvis af dem for hvert protein. Dette DNA kan derefter let påvises ved den samme mikroarray-detektionsmetode.
Mirkin siger, at Nanosphere-teknologien er størrelsesordener mere følsom end andre detektionsteknikker, såvel som hurtig og præcis. Derudover detekterer teknologien DNA eller proteiner direkte, kræver ikke dyr og tidskrævende forberedelse af blodprøver og kan teste for flere mål på én gang. Det vil fuldstændig ændre den måde, verden ser på diagnostik, siger han. Jeg er meget sikker på, at vi kommer til at se en masse nye diagnostiske værktøjer komme ud af dette.