Een diagnostische "cocktail" met een enkele druppel bloed, een druppel water, en een dosis DNA-poeder met gouddeeltjes zou in de nabije toekomst een snelle diagnose en behandeling van 's werelds belangrijkste ziekten kunnen betekenen. De cocktaildiagnose is een brouwsel van eigen bodem dat wordt ontwikkeld door PhD-student Kyryl Zagorovsky en professor Warren Chan van de University of Toronto's Institute of Biomaterials and Biomedical Engineering (IBBME) en dat de manier waarop infectieziekten, van HPV en HIV tot malaria, worden gediagnosticeerd.

En het gaat om dezelfde technologie die wordt gebruikt in vrij verkrijgbare zwangerschapstests.

"Er is veel nadruk gelegd op het ontwikkelen van eenvoudige diagnostiek, " zegt IBBME Professor en Canada Research Chair in Nanobiotechnology, Warren Chan. "De vraag is, hoe maak je het eenvoudig genoeg, draagbaar genoeg?"

De recente winnaar van de NSERC E.W.R. Steacie Memorial Fellowship, Professor Chan en zijn laboratorium bestuderen nanodeeltjes:in het bijzonder het gebruik van gouddeeltjes in zo kleine afmetingen dat ze op nanoschaal worden gemeten. Chan en zijn groep werken aan het op maat ontwerpen van nanodeeltjes om kankercellen en tumoren aan te pakken en te verlichten, met het potentieel om op een dag medicijnen aan kankercellen te kunnen leveren.

Maar het is een onderzoek dat onlangs is gepubliceerd in Angewandte Chemie dat roept een aantal interessante vragen op over de toekomst van deze relatief nieuwe grens van de wetenschap.

Met de snelle diagnostische biosensor van Zagorovsky kunnen technici met één klein monster tegelijkertijd op meerdere ziekten testen. en met hoge nauwkeurigheid en gevoeligheid. De biosensor vertrouwt op gouddeeltjes in vrijwel dezelfde geest als uw gemiddelde zwangerschapstest. Met een zwangerschapstest gouddeeltjes kleuren het testvenster rood omdat de deeltjes zijn gekoppeld aan een antigeen dat een bepaald hormoon in de urine van een zwangere vrouw detecteert.

"Goud is het beste medium, " legt Chan uit, "omdat het gemakkelijk te zien is. Het straalt een zeer intense kleur uit."

Momenteel kunnen wetenschappers zich richten op de specifieke ziekte waarnaar ze op zoek zijn door gouddeeltjes te koppelen aan DNA-strengen:wanneer een monster met het ziektegen (bijv. Malaria) aanwezig is, het klontert de gouddeeltjes, het monster blauw maken. In plaats van de deeltjes samen te klonteren, Zagorovsky dompelt de gouddeeltjes onder in een op DNA gebaseerde enzymoplossing (DNA-zyme) die, wanneer het ziektegen wordt geïntroduceerd, 'knip' het DNA van de gouddeeltjes, het monster rood maken.

"Het is als een schaar, " Zagorovsky legt uit, "en het doelwitgen activeert de schaar die de DNA-links doorknipt die gouddeeltjes bij elkaar houden."

Het voordeel is dat er veel minder van het gen aanwezig hoeft te zijn om de oplossing merkbare kleurveranderingen te laten zien, detectie versterken. Een enkel DNA-zym kan tot 600 "links" tussen de doelgenen knippen.

Slechts een enkele druppel van een biologisch monster zoals speeksel of bloed kan parallel worden getest, zodat meerdere ziekten in één keer kunnen worden getest.

Maar het team heeft ook aangetoond dat ze in staat zijn om de testoplossing om te zetten in een poeder, waardoor het licht en veel gemakkelijker te verzenden is dan oplossingen, die in de loop van de tijd verslechteren. Poeder kan jaren achtereen worden bewaard, en biedt hoop dat de technologie kan worden ontwikkeld tot efficiënte, goedkoop, vrij verkrijgbare tests voor ziekten zoals hiv en malaria voor ontwikkelingslanden, waar toegang tot draagbare diagnostiek een noodzaak is.

"We hebben nu alle stukjes in elkaar gezet, " zegt Chan.