Студент разрабатывает микрофлюидное устройство, чтобы помочь ученым идентифицировать ранние генетические маркеры рака

Студент разрабатывает микрофлюидное устройство, чтобы помочь ученым определить ранние генетические маркеры рака
                Устройство O’Keefe HYPER-melt (впрыскиваемое с красителем для облегчения просмотра) поможет врачам обнаруживать рак и предраковые материалы, разделяя образцы крови на все более мелкие порции для облегчения анализа. Предоставлено: Университет Джона Хопкинса.

Как известно любому, кто играл в «Где Уолдо», поиск одного предмета в ландшафте, заполненном меланжем персонажей и объектов, может быть сложной задачей. Крисси О’Киф, доктор философии Студентка кафедры биомедицинской инженерии слишком хорошо это понимает: она проводит свои дни в поисках тонких изменений ДНК в раковых клетках, скрывающихся среди множества здоровых клеток.
                                                                                       

О’Киф использует устройство, разработанное ею и группой, для анализа образцов крови на молекулярном уровне. Ее цель? Чтобы обнаружить рак на самых ранних стадиях, задолго до появления симптомов.

«Поскольку кровь попадает в каждую ткань организма, включая раковые клетки, она собирает кусочки раковой ДНК», — объясняет она. «Хотя молекулярный анализ добился значительных успехов, все еще существуют ограничения в их способности обнаруживать редкие или редкие генные изменения и редкие биомаркеры».

В недавнем выпуске Science Advances О’Киф описывает аппаратные и программные методы молекулярного анализа, разработанные ее командой для облегчения и эффективности поиска изменений ДНК. В ее команду входят Джефф Ванг, основной преподаватель Института нанобиотехнологии и профессор кафедры машиностроения, и Том Пизаник, старший научный сотрудник INBT.

О’Киф объясняет, что раковая ДНК, как и ДНК всех организмов, изменяется в ответ на окружающую среду, одобряя изменения, которые помогают ей выживать в течение длительного времени. Эти изменения, которые включают мутации, делеции, сдвиги кадров и метилирование, могут быть большими и очевидными, но некоторые могут быть небольшими и почти незаметными, говорит она. Небольшие изменения, даже один нуклеотид в одном гене, могут дать преимущество раковой ДНК. Таким образом, раннее обнаружение этих изменений может информировать врачей о потенциальных проблемах, позволяя немедленно начать медицинское вмешательство и повысить выживаемость пациентов.

«Секрет биологии в успехе заключается в ее способности адаптироваться и диверсифицироваться. Она поддерживает строгий баланс между некоторой изменчивостью и строгим регулированием для обеспечения стабильного роста», — говорит О’Киф. «Однако рак работает, способствуя нестабильности, способствующей росту. Для раннего выявления этой нестабильности нам нужна методика, которая позволяет сравнивать молекулы с молекулами и использовать саму изменчивость в качестве индикатора потери строгой регуляции».

Чтобы обнаружить эти небольшие модификации, О’Киф и ее команда создали цифровую платформу под названием HYPER-Melt, которая обозначает профилирование и подсчет с высокой плотностью при расплавлении. HYPER-Melt — это платформа для микрофлюидики, что означает, что она фокусируется на манипулировании и анализе небольших объемов жидкости. Устройство команды начинается с разделения образцов крови на все более мелкие порции, что позволяет легче анализировать, идентифицировать и отделять больную ДНК от здоровой ДНК. Затем устройство оцифровывает и анализирует тысячи отдельных молекул.

Существуют и другие технологии для предоставления той же информации, но устройство О’Киф — способное к многомерному обнаружению генетических и эпигенетических изменений — является более эффективным и экономичным для повседневного использования. О’Киф утверждает, что устройство может быть чрезвычайно полезным для врачей для раннего выявления рака, особенно тех, которые требуют инвазивных процедур, таких как биопсия, эндоскопия и колоноскопия.

О’Киф надеется, что метод тестирования может привести к раннему обнаружению предракового материала и обнаружению других заболеваний, а также к лучшему пониманию прогрессирования опухоли ./p>

Похожие новости

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *