Genetikai diagnosztika microarray

Referenciaként: a biocsip mint egy termék az egyesülés eredményeként a két szakterületek - a biotechnológia és a félvezető technológia. Biochip kompakt méret lehetővé teszi, hogy észleli a különböző sejten belüli folyamatok elemzése közben több száz vagy több ezer egyidejű reakciókat. Az első próbálkozások, hogy megteremtse a chipek tettek a fejlesztés érzékelő technológia, mint például a hordozható pH-elektródok. Ezt követően, a fejlesztési ismeretek a DNS szerkezetét, szekvenálási eljárások (meghatározzuk a nukleotid szekvenciáját DNS-t a vizsgálati minta), és PCR-rel (szorzás érdekelt kutatók része a gén úgy, hogy látható vizuálisan bármilyen módszer), lehetővé vált, hogy hozzon létre a biológiai chipek amelyben a szerepét az érzékelők a DNS-molekula. Kezdje a fejlődő különböző platformok biochips kezdődött a 90-es években a múlt században. Az egyik első kereskedelmi chip hozta létre Affimetrix - GeneChip. Ez tartalmazta több ezer SNP (Engl egyedi nukleotid polimorfizmus, SNP -. Single nukleotid polimorfizmus - méretbeli különbségek a DNS-szekvencia egy nukleotidban (A, T, G vagy C) a genomban), különösen azok a gének, például a p53, BRCA1 és BRCA2. Ez a chip segítségével készítettük mikrolitográfiás technológia.

Mintegy adott esetben ma biológiai chips, és miért eddig a technológiát nem széles körben használják az orvosi gyakorlatban, beszélünk a Szentpétervári Állami Egyetem végzős, tudós, genetikus, tudományos igazgatója a cég „gén” Alkor Bio Group vállalatok, Ph.D. Grigoriem Deminym.

- Gregory néz ki, mint egy biocsip?

- Kezdjük azzal, hogy mikrobiochipy - ez a technológia már elég aktívan használják a molekuláris biológia és a kimutatási módszert, nevezetesen egy meghatározásának módja bármilyen genetikai variánsai mutáns vagy normális. Mielőtt a detektálás a zseton, gének speciális változatai a polimeráz láncreakció, PCR (valójában ez - tenyésztés területeken olyan gént úgy, hogy látható vizuálisan alkalmazásával bármilyen technikával). Ez az egyik módszer, amellyel meg lehet látni szaporított gén helyén, és biochips vagy microarray.

Mi a chip? Ez egy darab üveg, hasonló a tárgylemezre, jól ismerjük az iskolából. Ezen üveggel bevont mikrocseppeket (egy speciális keverék reagensek), akkor látható a fény szabad szemmel. Ezek a cseppek fordul elő, és kimutatjuk a jelenlétét vagy hiányát mutációk. Amikor a reakció lezajlott minden csepp, úgy néznek ki, egy speciális eszköz, a szkenner chips. És ami cseppek világít, és mi - nem, a kutatók szerint: van egy mutáció, vagy sem. Ebben a vizsgálatban szedett bioanyagok, amely tartalmaz az emberi DNS-t, azaz például a nyállal. De ez csak egy különleges lehetőség, hogy néz ki, mint ez a technológia.

- Hogyan és milyen célból, hogy a gyakorlatban ez a technológia használják?

- Vannak különböző chip, ezek két osztályba sorolhatók. A legszélesebb körben alkalmazott kutatási most van zseton. Ezeken chipek lehet több száz, több ezer, több tízezer vagy akár több millió vizsgált pontokat. Az elemzéshez kapott találatok ezek a chipek is komoly szoftver rendszerek, amelyek obschityvayut megállapítások és szakértelmét, hogy elszigetelje a kívánt eredményt. Az egyik leggyakoribb felhasználási ezen chipek - az úgynevezett összehasonlítása expressziós profilok (amikor valójában, úgy néz ki tevékenységét több tíz- vagy százezer emberi gének).

Az expressziós profilok a megjelenés, például mint egy emberi test reagál bizonyos értelemben. Vegyük például a mérgezés: összehasonlítás vettünk emberi sejtek, amelyek megmérgezték néhány anyag, és a mintákat az egészséges emberi sejteket. És akkor nézd, hasonlítson és következtetéseket levonni: mely gének aktívan dolgozik válaszul a mérgezés, azaz, hogy mely gének kezdte el gyártani a fehérjéket. Így feltételezhető, hogy a védelmi mechanizmusok, amelyek ellensúlyozzák a méreg, ezek a gének vesznek részt. Továbbá van egy részletes tanulmány ezeket a géneket.

Hasonlóképpen tanulmányozása és a különböző betegségek. Például a szív- és érrendszeri betegségek figyeljük expressziós profilt egy ember, aki nem rendelkezik szív- és érrendszeri betegségek, valamint az a személy, aki például, agyvérzést kapott. Hasonlítsd össze a két képet, melynek keretében több millió sejt és látni, hogy több millió ilyen, mondjuk, kétezer ragyog türelmesebb, mint az egészséges, míg a többi kétezer, éppen ellenkezőleg, ragyog gyengébb, mint az egészséges. Következtetés: csak ezek a sejtek (azaz azok a gének, ezek a mutációk) és fejlesztésével összefüggő betegség.

A fő hátránya a kutatás chips - a nehéz és hossza a beérkezett információk elemzése. A nagy számú adat csak akkor érthetjük nagyon képzett szakemberek, és tart egy csomó időt. Ugyanakkor, hogy ezt a tudást a gyakorlatban ez még mindig nagyon messze van, hanem egy előzetes adatok, hogy szűkítse a keresést.

A második típusú chipek - diagnosztikus zseton. Diagnosztikai chipeket használnak az orvosi gyakorlatban. A kutatástól chips különböznek a pontok száma, amelyek sokkal kisebbek (egy tucat vagy néhány száz) és a precizitás - ez lényegesen magasabb, mint a kutatás. a hibák esélye a diagnosztikai chips - frakció egy százalék, és ez elfogadható diagnózist.

Referenciaként: cisztás fibrózis - súlyos örökletes betegség, amely megnyilvánul a korai gyermekkorban, gyakran közvetlenül a születés után. A cisztás fibrózis szinte minden szervek és rendszerek a szervezetben, különösen a légúti és emésztőrendszeri. Ebben az esetben igen magas korai halálozás a betegség, de ha időben észlelik, akkor a fenntartó kezelés a betegek vezethetnek viszonylag normális életet. Kimutatható egy adott diagnosztikai eljárás mutáció egy adott gén és gén néha - „cisztás fibrózis gén” - Azt lehet mondani teljes bizonyossággal, hogy egy személy fogja fejleszteni ezt a patológia. Ezen túlmenően, a cisztás fibrózis - a leggyakoribb öröklött monogénes betegségek (monogénes betegségek - által okozott betegség egy mutációval egy adott gén), Magyarországon az egyik tízezer csecsemők születnek ebben a betegségben. Egyes országokban a betegség gyakrabban fordul elő: egy az ezer újszülött cisztás fibrózis. Ugyanakkor, a statisztikák szerint minden huszadik ember az európai országokban a fuvarozó cisztás fibrózis génnel.

- A gyermeknek cisztás fibrózis alakul ki, ha mind az anya és a pápa, ő örökli egy hibás, a mutáns gént - cisztás fibrózis génnel. Ezért nagyon fontos, hogy végezzen genetikai vizsgálatok a színpadon a terhesség tervezés. Ezen kívül lehetőség van elvégezni prenatális (születés előtti) diagnózis érdekében, hogy ne kelljen a gyermek e patológia. Nos, ha sem az egyik, sem a másik, még nem történt, továbbra is a korai diagnózis cisztás fibrózis. Hazánkban, a cisztás fibrózis az egyik öt betegségek hajtják újszülöttkori szűrése, azaz szűrés minden újszülött. Következésképpen Magyarországon évente mintegy 1 millió. Újszülött vizsgáljuk cisztás fibrózis. Hogyan működik: a csecsemő vért veszünk a sarok, ledobta a szűrőpapír, amelyet aztán küldött egy speciális laboratóriumi elemzésre. Hazánkban elfogadott háromlépcsős szűrés cisztás fibrózis. Végzett biokémiai vizsgálatok és genetikai diagnózis csak ajánlás, bár ez alapján a genetikai vizsgálatok is, hogy a pontos diagnózis. Éppen ezért a legtöbb országban a világon, ahol ezt végzik diagnosztika, genetikai vizsgálatok benne van a kötelező része a szűrés. Creation hazánkban a biocsip cisztás fibrózis lehetővé teszi a használatát a minősített és a modern vizsgálati rendszer genetikai diagnosztika, amely egyaránt megfelel a legújabb nemzetközi ismeretek és a legújabb ajánlások a Nemzetközi cisztás fibrózis Egyesület. Azt is lehetővé teszi, hogy észleli a 90% -a az összes beteg, jelentősen felülmúlja a jelenleg létező genetikai vizsgálati rendszerek és hasonló biokémiai szűrés hatékonyságát, és így meghaladta a pontosságát. Az előnye, hogy a chip a cisztás fibrózis és az a tény, hogy mind a szitáljuk, és diagnosztizált azaz elkerüli több szűrési eljárások: helyett három szakaszban, támogatja egymást, akkor csak egy vagy kettő.

- Kié a technológia szerző Laura biológiai chips?

- Magyarország, a mi hitel, az egyik úttörője a fejlesztés chip technológia. Moszkvában, az Institute of Molecular Biology. Engelhardt Orosz Tudományos Akadémia, élükön akadémikus A.D.Mirzabekova két évtizede dolgozott, hogy megteremtse ezt a technológiát. Ennek eredményeként, az úgynevezett tömeges biochips került kialakításra, ahol cseppek speciális gél rakódik le a poharat. Ezt a technológiát használják ma elsősorban a diagnózis tuberkulózis.

- Az Ön véleménye szerint, a biológiai mikrocsipek - ígéretes technológiának? És milyen széles körben használják ma a klinikai gyakorlatban?

- Ez kétségtelenül ígéretes technológia abban az esetben, ha az szükséges, hogy meghatározzák, ugyanakkor kellően nagyszámú mutáció. Példaként, a cisztikus fibrózis diagnózisát, amikor a chip 25 azonnal vizsgált mutációk. Ilyen esetekben természetesen microarray technológia nagy jelentősége van, hiszen jelentősen időt takarít meg és reagenseket és azonnal ad teljes képet. Ha azt szeretnénk, hogy teszteljék a kisebb számú elemzendő vonatkozó más technikák, mint például a valós idejű PCR-rel.

Ma azonban a segítségével microarray vizsgálat egészségügyi ritkán használják, sokkal szélesebb, mint az alkalmazott technológia tudományos tevékenység, ami jellemző Magyarországon és Nyugat-Európában és az Egyesült Államokban. Számos kutatási intézmények szerte a világon vannak ezek a rendszerek, és használja őket a belső célokra (belső diagnosztika Intézetben, illetve a falak, a klinika), de nem kereskedelmi forgalmazásra.

- Miért ez a technológia nem alkalmazzák széles körben?

- Amikor elkezdtük a fejlesztés a mikrocsip a cisztás fibrózis, a számunkra, hogy megértsük, miért ez a technológia nem terjedt el. Ennek az az oka egyrészt az, hogy a magas költségek berendezések előállításához szükséges zsetonnal. Ár speciális robot, amely érvényes cseppeket a pohár, nagyon-nagyon fontos. Másrészt, vannak bizonyos tudományos és technikai nehézségeket, amelyeket a fejlesztők az ilyen vizsgálati rendszerek, és talán ez is részben annak a ténynek köszönhető, hogy a technológia nem ment. És azt is feltételezhetjük, hogy az esetek száma a Nyugat egyszerűen váltott alternatív technológiák, például - szekvenálása (olvasás a teljes genom). Persze, egyes intézmények egyszerűen nincs lehetősége lett kereskedelmi forgalomba ezt a technológiát, és ezért használja a saját igényeinek. A kereskedelmi cégek hajlanak arra, hogy más technológiák. A kombináció a tudományos fejlődés és kereskedelmi bevezetése még nem történt meg. De a diagnózis egyes betegségek chip technológia - ez biztosan egy érdekes megoldás, amely nem analógok.

- Amire szüksége van az oktatás, kezelni az ilyen fejlesztéseket?

- Szakemberek, akik ezen a területen -, először is, a genetika. A St. Petersburg State University szakértők készítik elő a biológia és Talajtani Tanszékén Genetikai és Nemesítési. Emellett más szervek, így vagy úgy kapcsolódik a molekuláris biológia, a vonat szakemberek, akik részt vesznek a fejleményeket. Például Biokémiai Tanszék, illetve citológiai és szövettani.