211service.com
Gevoelige nanotest voor hartaanvallen, de ziekte van Alzheimer
Een ultragevoelige DNA- en eiwitdetector, die naar verwachting later dit jaar op grote schaal beschikbaar zal zijn, zou levens kunnen redden door genetische en infectieziekten vroegtijdig op te sporen, voordat ze dodelijk worden of zich verspreiden. De relatief lage kosten en eenvoud zullen diagnostische tests mogelijk maken die tegenwoordig alleen in gespecialiseerde laboratoria in lokale ziekenhuizen kunnen worden uitgevoerd. Bovendien kan het, omdat het extreem gevoelig is, ziekteverschijnselen detecteren die onzichtbaar zijn voor de huidige tools.
De DNA- en eiwitdetector van Nanosphere zou het testen op genetische ziekten en specifieke pathogenen, inclusief bioterreuragentia, net zo routinematig kunnen maken als gewone bloedtesten. (Foto en dia's met dank aan Nanosphere, Northbrook, IL.)
Het apparaat, dat is ontwikkeld door nanosfeer , Northbrook, IL, gebaseerd op onderzoek door Tsjaad Mirkin , hoogleraar scheikunde aan de Northwestern University, wordt al gebruikt in verschillende onderzoekslaboratoria en wacht op goedkeuring van de Food and Drug Administration voordat het algemeen wordt gebruikt.
[Klik hier voor illustraties van het proces dat wordt gebruikt door het Nanosphere-eiwit en de DNA-detector.]
In zijn eerste toepassing zal de op gouden nanodeeltjes gebaseerde detector artsen vertellen of patiënten een genetische eigenschap hebben waardoor ze tijdens de operatie bloedstolsels kunnen ontwikkelen, waardoor artsen beroertes kunnen voorkomen. Kort daarna, in afwachting van de resultaten van lopende klinische onderzoeken, zou het eerder onopgemerkte hartaandoeningen kunnen diagnosticeren en onderzoekers kunnen helpen bij het diagnosticeren en ontwikkelen van behandelingen voor de ziekte van Alzheimer door niveaus van veelbetekenende eiwitten in het bloed te detecteren in concentraties die door geen enkele andere technologie kunnen worden gedetecteerd, zegt Bill Moffitt, CEO van nanosfeer.
Elk jaar worden 100.000 patiënten die klagen over hartaanvalachtige symptomen zonder behandeling naar huis gestuurd omdat de huidige methoden sommige hartaanvallen niet kunnen diagnosticeren, zegt Moffitt. Van deze mensen sterft 20 procent binnen een maand, zegt hij. En de rest heeft een veel groter risico om komend jaar te overlijden aan een hartaanval. Moffitt zegt dat door het detecteren van concentraties die duizend keer lager zijn dan de huidige methoden van een eiwit dat tijdens een hartaanval in het lichaam vrijkomt, de Nanosphere-technologie artsen kan helpen bij het diagnosticeren en behandelen van deze aanvallen.
Moffitt zegt dat de technologie al is gebruikt om in een bloedmonster een eiwit te detecteren waarvan wordt aangenomen dat het in verband wordt gebracht met Alzheimer in een vroeg stadium in het bloed. Als deze marker indicatief blijkt te zijn voor het pad van de ziekte van Alzheimer, dan hebben we een eenvoudige bloedtest voor de ziekte van Alzheimer ontwikkeld, zegt hij. En volgens hem zouden ze het binnen twee jaar op de een of andere manier moeten weten.
Hoewel er nog geen behandeling bestaat voor de ziekte van Alzheimer, zou een definitief diagnose-instrument kunnen worden gebruikt om de ziekte uit te sluiten bij mensen met symptomen van dementie die door andere factoren worden veroorzaakt. Misschien nog belangrijker is dat een dergelijk diagnostisch vermogen het mogelijk zou maken om nieuwe medicijnen voor de ziekte van Alzheimer te ontwikkelen en te testen, zegt Moffitt.
Om DNA te detecteren, coaten chemici gouden nanodeeltjes met meerdere DNA-strengen die complementair zijn aan de doel-DNA-sequentie. Zodra deze nanodeeltjes binden aan het doel-DNA, worden ze gevangen op een microarray die ook is versierd met complementaire DNA-strengen. Terwijl licht door de array gaat, wordt het verstrooid door de deeltjes, waardoor een patroon ontstaat dat kan worden vastgelegd met een digitale camerasensor. Door de locatie en dichtheid van het DNA op de array te variëren, kunnen onderzoekers de concentratie van het DNA in een monster bepalen en met één test naar meerdere genetische markers zoeken.
Het detecteren van eiwitten vereist een extra stap, omdat de DNA-strengen zich niet specifiek aan eiwitten zullen hechten. In plaats van DNA gebruiken Nanosphere-wetenschappers antilichamen om een doeleiwit te vangen. Ze hechten deze antilichamen aan magnetische kralen, die het eiwit met een magnetisch veld uit een bloedmonster trekken. Ze hechten ook antilichamen aan gouden nanodeeltjes, waardoor deze deeltjes aan het eiwit blijven kleven. Net als bij de DNA-detectiemethode dragen deze gouddeeltjes DNA-strengen, maar hier fungeren deze strengen niet als koppelingen naar het doeleiwit, maar als labels - honderden voor elk eiwit. Dit DNA kan vervolgens gemakkelijk worden gedetecteerd met dezelfde microarray-detectiemethode.
Mirkin zegt dat de Nanosphere-technologie ordes van grootte gevoeliger is dan andere detectietechnieken, en ook snel en nauwkeurig. Bovendien detecteert de technologie direct DNA of eiwitten, vereist het geen dure en tijdrovende voorbereiding van bloedmonsters en kan het op meerdere doelen tegelijk testen. Het zal de manier waarop de wereld naar diagnostiek kijkt volledig veranderen, zegt hij. Ik heb er alle vertrouwen in dat we hier veel nieuwe diagnostische hulpmiddelen uit zullen zien komen.