211service.com
Maszyna do testowania genów dla lekarzy
Urządzenie stacjonarne zatwierdzone niedawno przez amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków może w końcu wprowadzić testy farmakogenomiczne – wykorzystanie informacji genetycznej pacjenta do podejmowania decyzji o przepisaniu leków – do głównego nurtu. Urządzenie wykonane przez Nanosfera , startup z siedzibą w Northbrook w stanie Illinois może w ciągu kilku godzin wykryć zmiany genetyczne we krwi, które modulują skuteczność niektórych leków. Technologia, nazwana Verigene, wykorzystuje połączenie mikrofluidyki i nanotechnologii, umieszczone w jednym plastikowym wkładzie, do pobierania DNA z próbki krwi, a następnie przesiewania go pod kątem odpowiednich sekwencji.
Proste testowanie: Ten jednorazowy wkład może wykrywać zmiany genetyczne w próbkach krwi. Krążki na górze i na dole wypełnione są odczynnikami do różnych reakcji chemicznych. DNA jest izolowane z białych krwinek i wychwytywane na szklanym szkiełku we wkładzie.
Wierzymy, że korzyścią płynącą z naszego systemu jest to, że ten prosty format kartridża może być używany w każdym szpitalu, nawet w gabinecie lekarskim, mówi William Moffitt, dyrektor generalny Nanosphere. Przenosimy złożone testy do punktu opieki nad pacjentem. Moffitt mówi, że Verigene to pierwszy produkt mikroprzepływowy oparty na nanotechnologii, który może analizować DNA bezpośrednio z próbki krwi.
Ludzie mogą reagować na leki w bardzo różny sposób, częściowo dzięki powszechnie występującym zmianom genetycznym w enzymach, które metabolizują niektóre z najczęściej przepisywanych związków, takich jak leki nasercowe, przeciwbólowe i przeciwdepresyjne. Podczas gdy lekarze powszechnie przyjęli testy farmakogenomiczne do przepisywania niektórych leków przeciwnowotworowych, takie testy nie zostały jeszcze zastosowane w przypadku wielu innych leków, których skuteczność jest modulowana przez genetykę, w tym na HIV, kontrolę bólu i epilepsję. Technologia potrzebna do wykrycia tych zmian u pacjentów jest dostępna od lat, ale proces ten jest często czasochłonny i kosztowny. Lekarze zazwyczaj muszą wysyłać próbki śliny lub krwi pacjentów do centralnego laboratorium, gdzie DNA jest izolowane, amplifikowane i analizowane. Ten proces może zająć dni lub tygodnie.
W niektórych przypadkach nie ma znaczenia, czy uzyskanie wyniku zajmie tydzień. Ale w niektórych przypadkach chcielibyśmy mieć informację, aby wybrać lek podczas wizyty w gabinecie, kiedy pacjent jest na miejscu – mówi Howarda McLeoda , dyrektor Instytutu Farmakogenomiki i Zindywidualizowanej Terapii na Uniwersytecie Karoliny Północnej w Chapel Hill. W ten sposób możemy powiedzieć, że ten lek jest tym, który według twojego DNA najprawdopodobniej będzie korzystny.
Na przykład antykoagulant warfaryna jest często przepisywana w celu zapobiegania powstawaniu zakrzepów krwi. Ale ludzie inaczej metabolizują lek, co oznacza, że pacjenci muszą być dokładnie monitorowani, aby upewnić się, że nie cierpią na niebezpieczne krwawienie. FDA zmieniła etykietę leku w 2007 roku, aby zauważyć, że dwie specyficzne wariacje genetyczne wpływają na wrażliwość pacjenta na lek, ale szerokie testy genów jeszcze się nie przyjęły. Obecnie dostępne testy genotypowania dla farmakogenomiki warfaryny wymagają izolacji DNA z krwi i badania w laboratorium diagnostyki molekularnej certyfikowanym do badań o wysokiej złożoności, mówi Karen Weck , dyrektor laboratorium genetyki molekularnej na Uniwersytecie Północnej Karoliny w Chapel Hill.
Nanosphere opracowuje test, który może wykryć te zmiany w próbkach krwi w godzinę lub dwie. Krew pacjenta jest wstrzykiwana do jednorazowego wkładu, w którym znajduje się szkiełko nakrapiane DNA. Plastikowa rama zawiera również system komór mikroprzepływowych zawierających odczynniki do szeregu reakcji chemicznych. Po włożeniu wkładu do aparatu Verigene, mechaniczne zawory i ciśnienie powietrza mieszają odczynniki w różnych komorach, wywołując serię reakcji.
Kulki magnetyczne najpierw wyciągają białe krwinki, które pękają pod wpływem energii dźwiękowej, uwalniając fragmenty DNA. Wszystko oprócz DNA jest następnie wypłukiwane, a roztwór tych fragmentów DNA przepływa przez szklaną płytkę. Docelowe DNA wiąże się z punktami na szkiełku, na których nadrukowano sekwencje DNA komplementarne do sekwencji docelowej. Nanocząsteczki złota o średnicy około 13 nanometrów przyczepiają się następnie do drugiego końca przechwyconych fragmentów DNA, umieszczając cel. Każda nanocząsteczka złota jest pokryta srebrem, co zwiększa średnicę do pół mikrona, dzięki czemu można ją łatwo wykryć po uderzeniu światłem.
Jeśli to zadziała, może to być wygodny sposób dla lekarzy i klinik krzepnięcia na włączenie informacji farmakogenomicznych do dawkowania warfaryny, mówi Weck. Dodaje jednak, że dokładność testu należy dokładnie porównać z bardziej tradycyjnymi testami molekularnymi, zanim będzie on powszechnie stosowany. Nanosphere ma już aprobatę FDA dla testu warfaryny stosowanego w starszej wersji swojego systemu i planuje w przyszłym roku złożyć wniosek o zatwierdzenie przez organy regulacyjne nowego testu.
Firma opracowuje również test farmakogenomiczny do stosowania z lekiem przeciwzakrzepowym Plavix, który jest przepisywany osobom, którym podawano stenty serca. Lek musi zostać zmetabolizowany do jego aktywnej postaci, a naukowcy niedawno odkryli, że około 30 procent osób rasy kaukaskiej ma słabo działający wariant enzymu, który metabolizuje lek, a zatem jest mniej prawdopodobne, że z niego skorzysta. Chociaż obecnie możliwe jest zidentyfikowanie tych pacjentów za pomocą testów wysyłkowych, chcemy poznać odpowiedź, zanim pacjent wróci do domu, mówi Marc Sabatyna , kardiolog w Brigham and Women’s Hospital w Bostonie.
Urządzenie Nanosphere to jedna z wielu opracowywanych technologii mikroprzepływowych do tzw. punktowych badań genetycznych – diagnostyki, które mogą być wykonywane w szpitalu lub gabinecie lekarskim podczas pobytu pacjenta. Verigene, który został zatwierdzony przez FDA w październiku, może być dostarczany z różnymi modułami, od 40 000 do 80 000 USD, przeznaczonymi do różnych rodzajów testów.
Możesz mieć wersję naszego systemu w laboratorium diagnostyki molekularnej przeprowadzającym testy genetyczne, takie jak te na mukowiscydozę i warfarynę, lub w laboratorium mikrobiologicznym przeprowadzającym testy wirusowe, lub w laboratorium statystycznym do przeprowadzania testów na ER, takich jak test troponiny sercowej, biomarker do diagnozowania zawału serca i badania farmakogenomiczne [metabolizmu Plavix], mówi Moffitt. System Verigene może również wykrywać wirusy układu oddechowego, takie jak grypa H1N1. W ciągu ostatniego miesiąca firma instalowała systemy w ośrodkach medycznych, począwszy od typowych szpitali społecznych, a skończywszy na dużych akademickich szpitalach badawczych.
Naukowcy mają nadzieję, że dostępność tego typu testów umożliwi odkrycie nowych zastosowań w testach farmakogenomicznych. Istnieją również leki, których używamy na [oddziałach intensywnej opieki medycznej], które odniosłyby korzyści z terapii genetycznej, ale z powodu braku technologii [do szybkich testów farmakogenomicznych] nikt tak naprawdę nie próbuje, mówi McLeod.