211service.com
Laboratorija ant tampono
Įsivaizduokite, kad Azijoje kilo pandeminis gripas. Lėktuvas, skraidinantis atvirus keleivius, skrenda per Ramųjį vandenyną link Los Andželo. Vienas iš jų pradeda kosėti, todėl apčiuopiama baimė pasklinda po visą saloną.
Veikdamas greitai ir efektyviai, stiuardesė ištraukia nedidelį prietaisą iš viršutinio skyriaus, paima sergančio keleivio gerklės mėginį ir identifikuoja virusą kaip gripą. Nusileidus visi keliautojai yra karantine – ir gripo plitimas sutrukdomas.
Tai scenarijus, kuris gali tapti realybe netolimoje ateityje, dėka tyrėjų grupės, kuri ieško būdų, kaip efektyviau gauti genetinę informaciją iš žmogaus DNR.
Be to, jei jis būtų sujungtas su belaidžiu tinklu, jis galėtų sekti gripo atmainų plitimą visame pasaulyje.
Viskas prasidėjo nuo mažo įrenginio ir didelės idėjos.
1992 m. Mičigano universiteto daugiadalykė grupė pradėjo kurti laboratorijoje įtaisytą įrenginį, vadinamą genotipu, kad sumažintų veiksmus, reikalingus genetinei informacijai iš žmogaus DNR surinkti naudojant mikrogamybos metodus. (Žiūrėkite Užrašų knygelę, kad sužinotumėte apie laboratorijos ant lusto koncepciją.)
Iš DNR gauta informacija gali būti naudojama tiriant viską, pradedant nuo to, ar vištieną saugu valgyti, iki kraujo dėmių kilmės nusikaltimo vietoje arba ar vaikas serga gripo virusu.
Po kelerių metų prototipų kūrimo Mičigano tyrėjai pradėjo diskutuoti apie galimas „Genotyper“ įrenginio, kuris yra maždaug televizoriaus nuotolinio valdymo pulto dydžio, pritaikymas.
Privalumai yra tai, kad [Genotyper] yra labai nešiojamas, sako Ronaldas G. Larsonas, Mičigano chemijos inžinerijos skyriaus pirmininkas. Atrodė, kad tai ideali vieta atliekant virusų genomiką vietoje – ir gripas buvo logiškas kandidatas.
Taigi jie pradėjo kurti įrenginį, galintį greitai nustatyti gripo viruso genetinę sandarą.
Kadangi gripas yra RNR virusas, RNR pirmiausia turi būti paversta DNR, kad ją būtų galima amplifikuoti mikroschemoje. Proceso, vadinamo PGR (polimerazės grandinine reakcija), metu išsiskiria fermentai, kurie tam tikruose taškuose virškina arba supjausto DNR.
Geno iškirpimo ar nepjaustymo būdas priklauso nuo to, kokį gripo geną turite, sako Larsonas. Tada DNR fragmentai perleidžiami per gelį ir nudažomi fluorescencinėmis žymėmis, leidžiančiomis mokslininkams atskirti vieną gripo atmainą nuo kitos arba nustatyti, ar atsirado nauja padermė.
Iki šiol Genotyper buvo išbandytas su žmogaus genais, pelėmis (paprastas šaltinis genetinių variacijų paieškai) ir dviejų gripo padermių DNR.
Turite tam tikrą mikroprocesorių arba aparatinę įrangą, sako pradinis grupės narys Markas A. Burnsas, Mičigano universiteto chemijos ir biomedicinos inžinerijos profesorius. Tada tiesiog įdiegiate skirtingą programinę įrangą, bet mūsų atveju tai vadintumėte „wetware“, skirtingais reagentais, kad atliktumėte įvairių dalykų testus.
Mičigano mokslininkai neatliko gerklės mėginio proceso, nes jiems reikia išspręsti valymo problemą (žr. Užrašų knygelę). Iki šiol jie paėmė iš anksto išgrynintą DNR ir nustatė genotipą.
Nors praėjo 36 metai nuo paskutinės pasaulinės žmonių populiacijos gripo pandemijos, šiuolaikinio protrūkio grėsmė visada yra. Naujausi paukščių gripo protrūkiai pabrėžia šią realybę. Be to, dėl jo genetinio kintamumo, greito perdavimo ir gebėjimo pereiti nuo gyvūno prie žmogaus, labai svarbu sekti naujus gripo viruso variantus. Virdžinijos universiteto medicinos, mikrobiologijos ir patologijos profesoriaus Williamo A. Petri jaunesniojo teigimu, praktiškai visi gripo ekspertai sutinka, kad kils dar viena gripo pandemija.
Kaip gydytojas, Petri įsivaizduoja, kad į genotipą panašus prietaisas bus naudojamas kada nors greitai nustatyti paciento gripo viruso tipą, potipį ar padermę, o tada gydytojas, naudodamasis informacija, pasirinkdamas tinkamą vaistą.
Petri pažymi, kad dauguma pacientų šiandien laukia dvi ar tris dienas prieš apsilankydami pas gydytoją. Jei jiems pavyktų diagnozuoti save namuose per kritinį 48 valandų laikotarpį, jie galėtų gauti veiksmingesnį gydymą ir sumažinti tikimybę užkrėsti kitus.
Po 15–20 metų mokslininkai tikisi, kad pacientas galės paimti nosies tamponą ar gerklės mėginį, įdėti jį į Genotyper lustą ir savarankiškai diagnozuoti savo būklę namuose. Tada duomenys galėtų būti įvesti į belaidį tinklą ir gripo kaimynystės variantai pagal rajoną, miestą pagal miestą ar už jo ribų.
Burnsas numato pusšimtį kitų galimų tokio genetinio aptikimo integruoto įrenginio panaudojimo būdų (žr. Užrašų knygelę). Tačiau jis taip pat pripažįsta, kad yra galimybė piktnaudžiauti technologija. Pavyzdžiui, nesąžiningi sveikatos draudikai ar potencialūs darbdaviai gali perimti informaciją apie asmens genetinę sudėtį ir diskriminuoti draudėjus ar darbuotojus.
Tačiau kiek įmanomas toks revoliucinis diagnostikos prietaisas?
Kad kažkas panašaus iš tikrųjų veiktų komerciniu lygmeniu, reikia daug dalykų ne tik technologiškai, bet ir sociologiškai, ekonomiškai, sako Larsonas. Nepaisant šių įspėjimų, jis mano, kad jis gali tapti masine gamyba ir nebrangiu.
Tai, ką mes iš tikrųjų stengiamės padaryti, yra nukreipti lauką į priekį ir sutelkti dėmesį į tai, ką matome kaip didelį poreikį sekti virusinius patogenus, sako Larsonas.