یک شکارچی دقیق برای گیرانداختن DNA سرطان به بازار آمد

بی بدیل پرداز: یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه شنژن در چین، یک شکارچی دقیق و حساس برای گیرانداختن DNA سرطان ساختند.

به گزارش بی بدیل پرداز به نقل از مهر، تشخیص جهش های ژنتیکی در DNA تومور درحال گردش در بدن (ctDNA) مدت هاست که یک چالش مهم در تشخیص سرطان و پزشکی شخصی بوده است. روش های رایج مانند واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR) و توالی یابی نسل بعدی محدودیت هایی در حساسیت و دقت دارند، به ویژه هنگام برخورد با مقادیر خیلی کم از مواد ژنتیکی یا تمایز جهش های موجود در یک باز این محدودیت ها بیشتر نمایان می شوند. این محدودیت ها مانع تشخیص سریع سرطان و توسعه روش های درمانی هدفمند شده است.
در سالهای اخیر، پژوهشگران فناوری های مختلفی را برای تقویت قابلیت های تشخیص ژنتیکی مورد بررسی قرار داده اند. حساسیت های رزونانس پلاسمون سطحی (SPR) به سبب خاصیت هایی نظیر بدون برچسب بودن، تشخیص در زمان واقعی و با توان بالای فرایند، به عنوان یک رویکرد امیدوار کننده بوده است. با این وجود، زیست سنسورهای SPR در تمایز بین توالی اسید نوکلئیک مشابه و تشخیص اهداف کم در نمونه های بیولوژیکی پیچیده با چالش هایی روبرو بودند.
این در صورتی است که پیشرفت در نانوفناوری DNA، خصوصاً اوریگامی DNA، امکانات جدیدی را برای مهندسی مولکولی دقیق باز کرد. سیستم ویرایش ژن CRISPR همین طور خاصیت قابل توجهی را در شناخت توالی DNA نشان داد.
تیمی به سرپرستی پروفسور ژانگ هان و چن ژی از دانشگاه شنژن در چین، رویکرد نوآورانه ای ارائه کرده اند که تلفیقی از اوریگامی و فناوری CRISPR و همین طور سنسوری با رزونانس پلاسمون سطحی است. این روش حساسیت بالایی داشته و جهت استفاده در پزشکی ایده آل است.
این فناوری یک پلت فرم بوده که می تواند جهش در حد یک باز منفرد را نیز تشخیص دهد. این سیستم برای تشخیص جهش های خاص در ژن های EGFR و KRAS، که نشانگرهای زیستی بسیار مهم برای سرطان ریه سلول غیر کوچک (NSCLC) هستند، طراحی شده است.
در قلب این فناوری یک ساختار DNA مهندسی شده با اوریگامی است که به عنوان کاوشگر عمل می کند. این ساختار DNA سه بعدی برای غلبه بر محدودیت های پروب های DNA تک رشته ای طراحی شده است. این ساختار سه بعدی DNA داربست پایداری برای اتصال نانوذرات طلا (AuNPs) در محلهای دقیق فراهم می آورد و توزیع یکنواخت را در سطح سنسور امکان پذیر می کند.
سیستم CRISPR-Cas۱۲a نقش مهمی در مکانیسم تشخیص دارد. پژوهشگران توانایی آن در تمایز بین توالی های نوع عادی و جهش یافته با دقت تک باز را نشان دادند. هنگامی که توالی DNA هدف وجود دارد، آنزیم Cas۱۲a فعال شده کاوشگر DNA اوریگامی را بریده و نانوذرات طلا پیوست شده را آزاد می کند. در ادامه این نانوذرات توسط سنسور SPR شناسایی می شود.
ادغام این فناوری ها منجر به یک سیستم تشخیص با حساسیت قابل توجه شد. پژوهشگران محدودیت تشخیص در محدوده زپتومولار (۲۱-۱۰ مول در لیتر) را برای جهش ژن EGFR و KRAS گزارش دادند.
این سطح از حساسیت از روش های معمولی مبتنی بر PCR بسیار فراتر است. حساسیت در سطح زپتومولار امکان تشخیص غلظت خیلی کم ctDNA را فراهم می آورد که برای تشخیص سرطان در مرحله اولیه بسیار اهمیت دارد.