Istraživači sa Instituta Karolinska razvili su novu metodu koristeći DNK nanokugle za otkrivanje patogena, sa ciljem da pojednostave testiranje nukleinskih kiselina i revolucionišu otkrivanje patogena. Rezultati studije, objavljeni u časopisu Science Advances, mogli bi utrti put za jednostavan elektronski test koji bi mogao brzo i jeftino da identifikuje različite nukleinske kiseline u različitim scenarijima.
Glavni istraživač Vicent Pelechano, vanredni profesor na Odeljenju za mikrobiologiju, tumore i biologiju ćelije Karolinska instituta, oprezno je optimističan u pogledu potencijala tehnologije da otkrije niz patogenih agenasa u stvarnom svetu.
„Metodologija uključuje kombinovanje molekularne biologije (generisanje DNK nanokuglica) i elektronike (kvantifikacija zasnovana na električnoj impedansi) da bi se dobio pionirski alat za detekciju“, kaže Vicent Pelechano.
Istraživači su modifikovali izotermnu reakciju amplifikacije DNK nazvanu LAMP da bi generisali male DNK nanokuglice od 1-2 μM ako je patogen bio prisutan u uzorku. Ove nanokuglice se zatim usmeravaju kroz sitne kanale i identifikuju električnim putem dok prolaze između dve elektrode. Metoda je pokazala izuzetnu osetljivost detektujući samo 10 ciljnih molekula i brze rezultate u roku od jednog sata, koristeći kompaktan, nepomičan sistem.
„Brzo i tačno otkrivanje genetskog materijala ključno je za dijagnozu, posebno kao odgovor na pojavu novih patogena“, kaže Vicent Pelechano.
Tokom nedavne pandemije COVID-19, istraživači su videli široku upotrebu dijagnostike zasnovane na proteinima za brzo testiranje. Međutim, ove metode zahtevaju dugotrajan razvoj visokokvalitetnih antitela. Nasuprot tome, pristupi zasnovani na nukleinskim kiselinama nude veću lakoću razvoja, povećanu osetljivost i inherentnu fleksibilnost, prema istraživačima.
Ovaj novi metod, koji nudi otkrivanje bez etiketa, mogao bi ubrzati uvođenje novih dijagnostičkih kompleta. Integrišući pristupačnu masovnu elektroniku sa liofilizovanim reagensima, tehnologija poseduje potencijal da obezbedi jeftin, široko rasprostranjen i skalabilan uređaj za pružanje usluga.
Tim je započeo ovaj rad kao produžetak svojih prethodnih nastojanja u otkrivanju SARS-CoV-2 tokom pandemije zasnovanom na LAMP-u (Loop-Mediated Isothermal Amplification).
Trenutno, istraživački tim aktivno istražuje načine za integraciju ove tehnologije u domene kao što su praćenje životne sredine, bezbednost hrane, otkrivanje otpornosti na viruse i antimikrobne lekove. Tim takođe istražuje puteve za licenciranje ili potencijalno osnivanje startapa koji bi iskoristio ovu tehnologiju, nakon što je nedavno podneo zahtev za patent za tu tehnologiju.
