Studento disvolvas mikrofluidikan aparaton por helpi sciencistojn identigi fruajn genetikajn signojn de kancero

Kiel ĉiu, kiu ludis “Kie estas Waldo” scias, serĉi ununuran objekton en pejzaĝo plenigita kun miksaĵo de karakteroj kaj objektoj povas esti defio. Chrissy O'Keefe, doktora studento en la Sekcio de Biomedicina Inĝenierado, komprenas ĉi tion tro bone: Ŝi pasigas siajn tagojn serĉante subtilajn DNA-ŝanĝojn en kanceraj ĉeloj kaŝantaj inter multaj sanaj ĉeloj.

O'Keefe uzas aparaton kiun ŝi kaj teamo evoluigis por analizi sangospecimenojn sur la molekula nivelo. Ŝia celo? Detekti kanceron en la tre fruaj stadioj, longe antaŭ ol simptomoj aperas.

Bildoteksto:Chrissy O'Keefe

“Ĉar sango atingas ĉiun histon en la korpo, inkluzive de kanceraj ĉeloj, ĝi kaptas pecojn de kancera DNA,” ŝi klarigas. “Dum molekula analizo vidis grandajn progresojn, ekzistas daŭre limigoj en ilia kapablo detekti maloftajn aŭ maloftajn genŝanĝojn kaj maloftajn biosignojn.”

En lastatempa numero de Sciencaj Progresoj, O'Keefe priskribas la molekulajn analizajn aparataron kaj softvarteknikojn kiujn ŝia teamo evoluigis por faciligi kaj efikan trovi ĉi tiujn DNA-ŝanĝojn.. Ŝia teamo inkludas Jeff Wang, kerna fakultatano de la Instituto por NanoBioTechnology kaj profesoro en la Sekcio de Mekanika Inĝenierado, kaj Tom Pisanic, INBT altranga esploristo.

O'Keefe klarigas tiun kancero DNA, kiel la DNA de ĉiuj organismoj, ŝanĝoj en respondo al ĝia medio, favorante ŝanĝojn kiuj helpas ĝin postvivi longtempe. Ĉi tiuj ŝanĝoj, kiuj inkluzivas mutaciojn, forigoj, kadroŝanĝoj, kaj metilado, povas esti granda kaj evidenta, sed kelkaj povas esti malgrandaj kaj preskaŭ nerimarkeblaj, ŝi diras. Malgrandaj ŝanĝoj, eĉ ununura nukleotido sur ununura geno, povas doni al kancero DNA avantaĝon. Tial, detekti tiujn ŝanĝojn frue povas informi kuracistojn pri eblaj problemoj, permesante tuj komenciĝi medicina interveno kaj plibonigante pacientajn postvivoprocentojn.

Bildoteksto:La HYPER-fanda aparato de O'Keefe (injektita per tinkturo por pli facila rigardado) helpos klinikistojn detekti kanceron kaj antaŭkancero-materialojn disigante sangospecimenojn en ĉiam pli malgrandajn partojn por pli facila analizo.

“La sekreto de biologio por sukceso estas ĝia kapablo adaptiĝi kaj diversiĝi. Ĝi konservas striktan ekvilibron inter iu ŝanĝebleco kaj strikta reguligo por certigi stabilan kreskon,” diras O’Keefe. “Tamen, kancero funkcias antaŭenigante kreskofavorantan malstabilecon. Detekti ĉi tiun malstabilecon frue, ni bezonas teknikon, kiu povas kompari molekulon al molekulo, kaj uzi ŝanĝeblecon mem kiel indikilon de la perdo de strikta reguligo.”

Detekti ĉi tiujn malgrandajn modifojn, O'Keefe kaj ŝia teamo kreis ciferecan platformon nomitan HYPER-Melt, kiu signifas alt-densecan profiladon kaj nombradon per fandado. HYPER-Melt estas mikrofluidika platformo, signifante ke ĝi koncentriĝas pri manipulado kaj analizado de malgrandaj volumoj de fluido. La aparato de la teamo komenciĝas per apartigado de sangospecimenoj en ĉiam pli malgrandaj partoj kaj farante tion, faciligas analizi, identigi, kaj apartigu malsanan DNA de sana DNA. Tiam la aparato ciferecigas kaj analizas milojn da individuaj molekuloj.

Aliaj teknologioj ekzistas por provizi la samajn informojn, sed la aparato de O'Keefe—kapabla je plurdimensia detekto de genetikaj kaj epigenezaj ŝanĝoj—estas pli efika kaj kostefika por rutina uzo. O'Keefe asertas, ke la aparato povas esti ekstreme helpema al kuracistoj por frua detekto de kanceroj., precipe tiuj, kiuj postulas enpenetrajn procedurojn kiel biopsioj, endoskopioj, kaj kolonoskopioj.

La espero de O'Keefe estas, ke la testa metodo povas konduki al frua detekto de antaŭkancera materialo kaj detekto de aliaj malsanoj kaj konduki al pli bona kompreno de tumorprogresado..

Fonto:

hub.jhu.edu, de Gina Wadas