Onderzoekers van het Wake Forest Baptist Medical Center hebben een nieuwe technologie ontwikkeld om biomarkers voor ziekten te detecteren in de vorm van nucleïnezuren, de bouwstenen van alle levende organismen.

De proof-of-concept-studie is momenteel online gepubliceerd in het tijdschrift Nano-letters .

"We zien dit als een potentiële eerstelijns, niet-invasieve diagnostiek om alles op te sporen, van kanker tot het ebolavirus, " zei Adam R. Hall, doctoraat, assistent-professor biomedische technologie bij Wake Forest Baptist en hoofdauteur van de studie. "Hoewel we zeker in de beginfase van de technologie staan, uiteindelijk konden we de test uitvoeren met een paar druppels bloed uit een simpele vingerprik."

Nucleïnezuren bestaan ​​uit ketens of sequenties van basen die zich uitstrekken van slechts enkele tot miljoenen elementen lang. De exacte volgorde waarin deze basen worden gevonden, zelfs over korte afstanden, sterk verbonden is met hun functies, en kunnen daarom worden gebruikt als directe indicatoren van wat er in cellen en weefsels gebeurt. Bijvoorbeeld, één familie van deze nucleïnezuren, bekend als microRNA's, is slechts ongeveer 20 basen lang, maar kan een breed scala aan ziekten signaleren, waaronder kanker.

"Wetenschappers hebben jarenlang microRNA-biomarkers bestudeerd, maar een probleem was nauwkeurige detectie omdat ze zo kort zijn, veel technologieën hebben echt moeite om ze te identificeren, ' zei Hal.

Bij de nieuwe techniek nanotechnologie wordt gebruikt om te bepalen of een specifieke doelnucleïnezuursequentie in een mengsel bestaat, en om dit te kwantificeren, indien dit het geval is, door middel van een eenvoudige elektronische handtekening. "Als de volgorde die u zoekt er is, het vormt een dubbele helix met een sonde die we leveren en je ziet een duidelijk signaal. Als de volgorde er niet is, dan is er geen signaal, Hall zei. "Door simpelweg het aantal signalen te tellen, je kunt bepalen hoeveel van het doelwit zich in de buurt bevindt."

In dit onderzoek, het team toonde eerst aan dat de technologie effectief een specifieke sequentie kon identificeren tussen een achtergrond van concurrerende nucleïnezuren, en vervolgens hun techniek toegepast op een bepaald microRNA (mi-R155) waarvan bekend is dat het longkanker bij mensen aangeeft. Ze toonden aan dat de aanpak de kleine hoeveelheid microRNA's die bij patiënten kan worden gevonden, kan oplossen. De volgende stappen zijn het uitbreiden van de technologie om klinische bloedmonsters te bestuderen, weefsel of urine.

Hall heeft een voorlopig patent op deze technologie.