Labmedya - Laboratuvar ve Sağlık Gazetesi

Science Advances'da açıklanan test , bir bilgisayar çipinin içinde yer alan elektronik bir sensördür. Nanotopları (her birinin çapı insan saçı genişliğinden 1000 kat daha küçük olan, genetik materyalin daha küçük parçacıklarından oluşan mikroskobik küresel kümeler) kullanıyor ve bu teknolojiyi gelişmiş elektroniklerle birleştiriyor.

"COVID salgını sırasında var olmayan ancak virüsün yayılmasını engelleyebilecek şeylerden biri, 'sessiz enfekte' olarak bilinen insanları, yani kendilerinin farkında olmayan hastaları işaretleyebilecek düşük maliyetli bir teşhisti. Rutgers Mühendislik Okulu Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Bölümünde profesör ve çalışmanın yazarı Mehdi Javanmard, "Semptom göstermedikleri için enfekte oluyorlar" dedi. "Bir pandemide, bir enfeksiyonu erken ve kesin bir şekilde tespit etmek Kutsal Kase'dir. Çünkü bir kişi hapşırma ve öksürme gibi belirtiler göstermeye başladığında artık çok geç demektir. Bu kişi muhtemelen 20 kişiye virüsü bulaştırmıştır."

Son 20 yıldır Javanmard, bir yaşam süreci hakkında bilgi izleyen ve ileten cihazlar olan biyosensörler geliştiriyor. COVID-19 salgını sırasında enfeksiyonların boyutu ve aşırı can kaybı nedeniyle cesareti kırılmıştı. Hastalığı daha erken tespit etmek için biyosensörleri bir test olarak kullanmanın bir yolu olması gerektiğine inanıyordu.

Rutgers doktora öğrencisi ve çalışmanın ortak yazarı Muhammad Tayyab ile birlikte çalışan Javanmard ve İsveç'teki Karolinska Enstitüsü ile Stanford ve Yale üniversitelerindeki araştırma arkadaşları beyin fırtınası yapmaya başladı.

"Düşündük: Yeni bir şey inşa etmek için bireysel uzmanlığımızdan yararlanmanın bir yolu nasıl olabilir?" dedi Javanmard.

Ekip tarafından geliştirilen biyosensör bir dizi adımla çalışıyor. İlk olarak, bir virüsün karakteristik nükleik asit dizisini (bir hücrede birincil bilgi taşıyan moleküller olarak görev yapan, doğal olarak oluşan kimyasal bileşikler) sıfırlar. Daha sonra, örnekte bulunan herhangi bir nükleik asit dizisini güçlendirdiği için 10.000'e kadar daha fazla kopya yapar. Daha sonra bu binlerce nükleik asit zerresini, tespit edilebilecek kadar "büyük" nanotoplar halinde topluyor.

Nanotoplar, karşıt taraflarda elektrotlar içeren çok küçük kanallar aracılığıyla ayrı ayrı yönlendirildiklerinde elektriksel olarak tanımlanır. Süreç, insanların tek sıra halinde havaalanı güvenlik kapısından geçmesine ve tek tek röntgenlerinin çekilmesine benziyor.

Javanmard, "Bizim yöntemimiz viral nükleik asit materyalini alıp onu elektronik sitometre olarak bilinen bir hücre ölçüm cihazı tarafından tespit edilebilecek kadar büyük bir DNA topuna yuvarlamayı içeriyor" dedi. "Sonuç olarak, konsantrasyonun hala çok düşük olduğu ilk aşamalarında enfeksiyonu işaretleyebiliriz."

Yaklaşım, kan ve tükürükten alınan örneklerde işe yarıyor ve soğuk algınlığına neden olan rinovirüs ve hatta tüberküloz gibi bakteriyel enfeksiyonlar da dahil olmak üzere çeşitli virüslerin neden olduğu enfeksiyonları erken tespit edebildiği gösterildi. Minyatür hale getirilen ve bir bilgisayar çipinin içinde yer alan teknoloji, taşınabilir ve giyilebilir olacak kadar küçük.

Ticarileştikten sonra en acil kullanımın, testin viral enfeksiyonları erken aşamalarda işaretlemedeki etkinliği olması bekleniyor. Javanmard, sonuçta teknolojinin bakteri kaynaklı hastalıkların yanı sıra gıda ve su kaynaklarında bulunan bakteriyel kontaminasyonu test etmek için de kullanılabileceğini söyledi.

Javanmard, "Bu patojenler ekonomiye, insanların geçim kaynaklarına ve insanların sağlığına zarar verebilir" dedi. "Buna hazırlanmayı bırakmamalıyız. Bunları durdurmak için yeni nesil araçlar yaratmamız gerekiyor. Ve bu teknolojinin asıl amacı da bu."

YAZAR: ALPEREN BİÇER

Kaynak: Muhammad Tayyab, Donal Barrett, Gijs van Riel, Shujing Liu, Björn Reinius, Curt Scharfe, Peter Griffin, Lars M. Steinmetz, Mehdi Javanmard, Vicent Pelechano. DNA nanotopları kullanılarak klinik patojenlerin hızlı elektronik ölçümü için dijital analiz . Bilim Gelişmeleri , 2023; 9 (36) DOI: 10.1126/sciadv.adi4997