211service.com
Dešimties minučių kraujo tyrimas
Baltymų kiekio kraujyje matavimas gali padėti gydytojams nustatyti pacientų vėžio riziką ir stebėti pagyvenusių ir lėtinėmis ligomis sergančių žmonių sveikatą. Tačiau dabartiniai šių baltymų tyrimo metodai yra per brangūs ir reikalauja per daug kraujo, kad būtų galima reguliariai tirti. Klinikinių tyrimų metu mikroskysčių mikroschema viename luste atlieka per 10 minučių tai, ką paprastai atlieka keli technikai, ir tik vienu kraujo lašu. Tyrėjai tikisi, kad kraujo baltymais pagrįstą diagnostiką prie lovos pavers realybe, sumažindami tokių tyrimų kainą bent dydžiu.
Pirštų dūris į baltymą: Mikrofluidinis lustas per 10 minučių identifikuoja 35 baltymus kraujo laše. Visas analizės procesas atliekamas lustoje. Pirma, kraujo ląstelės atskiriamos nuo baltymų turinčio serumo, kuris keliauja siaurais kanalais. Šie kanalai yra padengti baltymus fiksuojančiais brūkšniniais kodais, kurie įsižiebia fluorescenciniame mikroskopu, jei kraujo laše buvo dominantis baltymas.
Diagnostikos lustą kuria Caltech chemijos profesorius Jamesas Heathas ir pagal Leroy'us Hudas , Sietlo Sistemų biologijos instituto prezidentas ir įkūrėjas. Heath ir Hood įkūrė bendrovę „Integrated Diagnostics“, kad komercializuoti kraujo lustą.
Serumo baltymai suteikia neįtikėtiną langą į ligų biologiją, sako Paulius Mišelis , patologijos profesorius iš Kalifornijos universiteto Los Andžele. Tačiau šiandien vieno kraujo baltymo tyrimas kainuoja apie 500 USD, o šiems tyrimams reikia 10–15 mililitrų kraujo ir daug kartų apsilankyti pas gydytoją.
Mes nusprendėme viską padaryti pigiai: tai kainuoja nikelį ir baltymą, sako Heathas apie dabartinį įrenginį. Tokie greiti ir pigūs tyrimai, kuriems reikia tik lašo kraujo, turėtų leisti gydytojams dažniau stebėti daugiau baltymų, o tai leistų anksčiau nustatyti ligas, tokias kaip vėžys, ir geresnę prevencinę pagyvenusių žmonių priežiūrą. Naujoji diagnostika taip pat turėtų būti tikslesnė, sako Heathas. Tradiciniai kraujo mėginiai stovi kelias valandas ar net dienas prieš baigiant matavimo procesą, todėl jiems lieka daug laiko suirti.
Heath and Hood prietaisas, aprašytas šios savaitės numeryje Gamtos biotechnologija , pradeda analizės procesą keletu paprastų mikroskysčių . Mažu išoriniu slėgiu mikroskopiniu kanalu nuleidžiamas kraujo lašas. Šis pirmasis kanalas išsišakoja į siauresnius, kurie pašalina kraujo ląsteles ir patenka į baltymų turintį kraujo serumą. Atliekant tipinius kraujo tyrimus, šiam atskyrimo etapui reikia centrifugos.
Siauresni kanalai yra pavaizduoti taip, kaip Heathas vadina baltymo brūkšninio kodo linijomis – DNR, susietos su antikūnais, fiksuojančiais dominančius baltymus iš serumo. Išplovus serumą ir ląsteles, su raudonai fluorescuojančiais baltymais susieti antikūnai nuplaunami, apšviečiant užfiksuotus kraujo baltymus. Baltymų brūkšninius kodus galima nuskaityti fluorescenciniu mikroskopu arba genų lustų skaitytuvu. Paimtų kraujo baltymų tapatybę galima nustatyti pagal raudonų linijų vietą brūkšniniame kode, palyginti su žalia fluorescencine atskaitos linija.
Matuodami, kiek šviesos sklinda iš tam tikros brūkšninio kodo baltymo vietos, Heath and Hood gali kiekybiškai įvertinti jo koncentraciją kraujyje. Heathas pažymi, kad lustas gali išmatuoti kraujo baltymus, esančius plačiame koncentracijos diapazone, todėl galima išmatuoti ne tik gausius imuninės sistemos sukurtus kraujo baltymus, bet ir retesnius baltymus, kilusius iš tokių organų kaip smegenys. Prietaisas yra toks pat jautrus kaip įprasti baltymų testai, o Heath and Hood gali išmatuoti bet kokius juos dominančius baltymus, gamindami pasirinktinius lustus su tinkamais antikūnais.
Nors kitos grupės daugiausia dėmesio skyrė baltymams, kuriuos sukuria daugelis organų, todėl rezultatus sunku interpretuoti, Hood sako: „Mes kuriame strategiją, kaip nustatyti specifiniams organams būdingus kraujo baltymus. Hudas sako, kad jo grupė šiuo metu naudoja masės spektrometriją, kad atrastų kepenims ir smegenims būdingus baltymus.
Savo publikuotame dokumente tyrėjai aprašo kraujo tyrimo naudojimą, kad nustatytų krūties ir prostatos vėžiu sergančių žmonių rizikos lygį. Heathas teigia, kad lustas yra bandomas klinikiniuose tyrimuose, kuriuose dalyvauja vėžiu sergantys pacientai ir sveiki asmenys. Šiuo metu grupės atliekami sveikų pacientų tyrimai būtų nepraktiški naudojant technologijas, kurioms reikalingas didelis kraujo paėmimas, tačiau naudojant mikroschemas, Heathas teigia, kad kraujo baltymų kiekį galima matuoti kelis kartus per dieną. Tyrėjai naudoja kraujo drožles, kad stebėtų, kaip dieta ir pratimai įtakoja kraujo baltymų sudėtį.
Šie prietaisai turėtų sumažinti išlaidas ir suteikti neįtikėtiną naudą pacientams, sako Emilis Kartalovas , Pietų Kalifornijos universiteto Keck medicinos mokyklos patologijos profesorius. Kartalovas, kuris nebendradarbiauja su Heath and Hood, kuria panašius lustus ir sukūrė kai kuriuos kraujo lustui naudojamus atskyrimo metodus. Kartalovas sako, kad Heath ir Hood darbas yra didelis žingsnis į priekį, tačiau norint, kad šie lustai tikrai išeitų į lauką, jie turės pereiti už fluorescencinių baltymų ribų. Fluorescenciniai mikroskopai yra per brangūs ir per dideli, kad juos būtų galima neštis į mūšio lauką arba į pacientų namus. Kartalovas teigia, kad ateityje diagnostika greičiausiai pakeis fluorescencinius baltymus įkrautais baltymais, nes matuoti elektros srovės pokyčius yra daug paprasčiau ir praktiškiau.