211service.com
Gentestmachine voor artsen
Een desktopinstrument dat onlangs is goedgekeurd door de Amerikaanse Food and Drug Administration, zou farmacogenomische tests - het gebruik van de genetische informatie van een patiënt voor beslissingen over het voorschrijven van medicijnen - eindelijk mainstream kunnen maken. Het apparaat, gemaakt door nanosfeer , een startup gevestigd in Northbrook, IL, kan binnen enkele uren genetische variaties in bloed detecteren die de effectiviteit van sommige medicijnen moduleren. De technologie, genaamd Verigene, maakt gebruik van een combinatie van microfluïdica en nanotechnologie, gehuisvest in een enkele plastic cartridge, om DNA uit een bloedmonster te trekken en het vervolgens te screenen op de relevante sequenties.
Eenvoudig testen: Deze wegwerpcartridge kan genetische variaties van bloedmonsters detecteren. De cirkels langs de boven- en onderkant zijn geladen met reagentia voor verschillende chemische reacties. DNA wordt geïsoleerd uit witte bloedcellen en gevangen op een glasplaatje in de cartridge.
We geloven dat het voordeel van ons systeem is dat dit eenvoudige patroonformaat in elk ziekenhuis kan worden gebruikt, zelfs in een dokterspraktijk, zegt William Moffitt, chief executive bij Nanosphere. We verplaatsen complexe testen naar het punt van patiëntenzorg. Moffitt zegt dat Verigene het eerste op nanotechnologie gebaseerde microfluïdische product is dat DNA rechtstreeks uit een bloedmonster kan analyseren.
Mensen kunnen heel verschillend op medicijnen reageren, deels dankzij vaak voorkomende genetische variaties in enzymen die enkele van de meest voorgeschreven verbindingen metaboliseren, zoals medicijnen voor het hart, pijnstillers en antidepressiva. Hoewel artsen farmacogenomische tests op grote schaal hebben toegepast voor het voorschrijven van sommige geneesmiddelen tegen kanker, hebben dergelijke tests nog geen ingang gevonden voor veel andere geneesmiddelen waarvan de effectiviteit wordt gemoduleerd door genetica, waaronder die voor HIV, pijnbestrijding en epilepsie. De technologie die nodig is om deze variaties bij patiënten te detecteren, is al jaren beschikbaar, maar het proces is vaak tijdrovend en duur. Artsen moeten meestal speeksel- of bloedmonsters van patiënten naar een centraal laboratorium sturen, waar het DNA wordt geïsoleerd, geamplificeerd en geanalyseerd. Dat proces kan dagen of weken duren.
In sommige gevallen maakt het niet uit of het een week duurt om een resultaat te krijgen. Maar in sommige gevallen willen we de informatie hebben om een medicijn te kiezen tijdens het kantoorbezoek, wanneer de patiënt daar is, zegt Howard McLeod , directeur van het Institute for Pharmacogenomics and Individualized Therapy aan de Universiteit van North Carolina, Chapel Hill. Op die manier kunnen we zeggen dat dit medicijn het medicijn is waarvan je DNA zegt dat het hoogstwaarschijnlijk heilzaam zal zijn.
Het antistollingsmiddel warfarine wordt bijvoorbeeld vaak voorgeschreven om bloedstolsels te voorkomen. Maar mensen metaboliseren het medicijn anders, wat betekent dat patiënten zorgvuldig moeten worden gecontroleerd om ervoor te zorgen dat ze geen gevaarlijke bloedingen krijgen. De FDA veranderde het etiket van het medicijn in 2007 om op te merken dat twee specifieke genetische variaties de gevoeligheid van een patiënt voor het medicijn beïnvloeden, maar brede gentests zijn nog niet aangeslagen. Momenteel vereisen beschikbare genotyperingstests voor farmacogenomica van warfarine isolatie van DNA uit bloed en testen in een moleculair diagnostisch laboratorium dat gecertificeerd is voor testen met hoge complexiteit, zegt Karen Weck , directeur van het laboratorium voor moleculaire genetica aan de Universiteit van North Carolina, Chapel Hill.
Nanosphere ontwikkelt een test die deze variaties in bloedmonsters binnen een uur of twee kan detecteren. Het bloed van een patiënt wordt geïnjecteerd in een wegwerppatroon, die een glasplaatje bevat dat bezaaid is met DNA. Het plastic frame herbergt ook een systeem van microfluïdische kamers met de reagentia voor een aantal chemische reacties. Wanneer de cartridge in het Verigene-instrument wordt geplaatst, mengen mechanische kleppen en luchtdruk de reagentia in verschillende kamers, waardoor een reeks reacties ontstaat.
Magnetische kralen trekken eerst witte bloedcellen eruit, die worden opengebarsten met behulp van sonische energie, waardoor fragmenten van DNA vrijkomen. Alles behalve het DNA wordt dan weggespoeld en een oplossing van deze DNA-fragmenten stroomt over het glasplaatje. Doel-DNA bindt aan vlekken op het objectglaasje die zijn bedrukt met DNA-sequenties die complementair zijn aan die van de doelsequentie. Gouden nanodeeltjes, ongeveer 13 nanometer in diameter, hechten zich vervolgens aan het andere uiteinde van gevangen DNA-fragmenten en sluiten het doelwit in. Elk gouden nanodeeltje is gecoat met zilver, waardoor de diameter wordt vergroot tot een halve micron, waardoor het gemakkelijk kan worden gedetecteerd wanneer het met licht wordt geraakt.
Als het werkt, zou dit een handige manier kunnen zijn voor artsen en stollingsklinieken om farmacogenomische informatie op te nemen in de dosering van warfarine, zegt Weck. Ze voegt er echter aan toe dat de nauwkeurigheid van de test zorgvuldig moet worden vergeleken met meer traditionele moleculaire tests voordat deze op grote schaal wordt gebruikt. Nanosphere heeft al FDA-goedkeuring voor een warfarine-test die wordt gebruikt in een oudere versie van zijn systeem en is van plan om volgend jaar goedkeuring van de regelgevende instantie voor zijn nieuwe test in te dienen.
Het bedrijf ontwikkelt ook een farmacogenomica-test voor gebruik met het antistollingsmiddel Plavix, dat wordt voorgeschreven aan mensen die een hartstent krijgen. Het medicijn moet worden omgezet in zijn actieve vorm, en wetenschappers hebben onlangs ontdekt dat ongeveer 30 procent van de blanken een slecht functionerende variant heeft van het enzym dat het medicijn metaboliseert en dus minder kans heeft om er baat bij te hebben. Hoewel het momenteel mogelijk is om deze patiënten te identificeren via postordertests, willen we het antwoord weten voordat de patiënt naar huis gaat, zegt Marc sabatine , cardioloog in het Brigham and Women's Hospital in Boston.
Het apparaat van Nanosphere is een van een aantal microfluïdische technologieën die in ontwikkeling zijn voor zogenaamde point-of-care-genetische tests - diagnostiek die in het ziekenhuis of de dokterspraktijk kan worden uitgevoerd terwijl de patiënt daar is. Verigene, dat in oktober door de FDA is goedgekeurd, kan worden geleverd met verschillende modules, variërend van $ 40.000 tot $ 80.000, ontworpen voor verschillende soorten tests.
Je zou een versie van ons systeem kunnen hebben in een moleculair diagnostisch laboratorium dat genetische tests uitvoert, zoals die voor cystische fibrose en warfarine, of in een microbiologisch laboratorium dat virustests uitvoert, of in een stat-lab voor ER-tests, zoals de cardiale troponinetest, een biomarker om een hartaanval te diagnosticeren en farmacogenomische tests voor [Plavix-metabolisme], zegt Moffitt. Het Verigene-systeem kan ook ademhalingsvirussen detecteren, zoals de H1N1-griep. De afgelopen maand heeft het bedrijf de systemen geïnstalleerd in medische centra, variërend van typische gemeenschapsziekenhuizen tot grote academische onderzoeksziekenhuizen.
Onderzoekers hopen dat de beschikbaarheid van dit type testen de ontdekking van nieuwe toepassingen in farmacogenomische testen mogelijk zal maken. Er zijn ook medicijnen die we gebruiken op [intensive care-afdelingen] die baat zouden hebben bij genetisch geleide therapie, maar vanwege het ontbreken van technologie [voor snelle farmacogenomische] tests, probeert niemand het echt, zegt McLeod.