По мнению исследовательской группы, новая технология может также существенно повлиять на здоровье людей в мире из-за ее низкой стоимости и простоты использования. Быстрые и простые в использовании диагностические тесты состоят из ДНК и используют одну из простейших в химии сил, стерические эффекты — силу отталкивания, которая возникает, когда атомы сближены слишком близко, — для обнаружения широкого спектра белковых маркеров. которые связаны с различными заболеваниями.
Дизайн был создан исследовательской группой Алексиса Валле-Белисла, профессора кафедры химии Монреальского университета. «Несмотря на мощность современных диагностических тестов, существенным ограничением является то, что они по-прежнему требуют сложных лабораторных процедур. Пациентам обычно приходится ждать несколько дней или даже недель, чтобы получить результаты своих анализов крови», — сказал Валле-Белисл. «Образец крови должен быть доставлен в централизованную лабораторию, его содержимое проанализировано обученным персоналом, а результаты отправлены обратно в кабинет врача.
Если мы сможем перенести тестирование в пункт оказания медицинской помощи или даже дома, это устранит время задержки между тестированием и лечением, что повысит эффективность медицинских вмешательств.Ключевой прорыв, лежащий в основе этой новой технологии, произошел случайно. «Работая над первым поколением этих тестов на основе ДНК, мы поняли, что белки, несмотря на их небольшой размер (обычно в 1000 раз меньше человеческого волоса), достаточно велики, чтобы сталкиваться друг с другом и создавать стерический эффект (или движение) на поверхность сенсора, которая резко снизила сигнал наших тестов », — сказал Сахар Машид, научный сотрудник Монреальского университета и первый автор исследования. «Вместо того, чтобы бороться с этим основным эффектом отталкивания, мы решили использовать эту силу и создать новый сигнальный механизм, который обнаруживает стерические эффекты, когда белковый маркер связывается с тестом ДНК».
Принцип восприятия прост: диагностически значимый белок (зеленый или красный), если он присутствует, связывается с электроактивной цепью ДНК и ограничивает способность этой ДНК гибридизоваться с ее комплементарной цепью, расположенной на поверхности золотого электрода. Франческо Риччи, профессор Римского университета Тор Вергата, который также участвовал в этом исследовании, объясняет, что этот новый сигнальный механизм производит достаточное изменение тока, чтобы его можно было измерить с помощью недорогой электроники, аналогичной той, что используется в домашнем глюкометре, используемом диабетиками для проверки их состояния. сахар в крови. Используя этот анализ на основе ДНК, исследователи смогли обнаружить несколько белковых маркеров непосредственно в цельной крови менее чем за 10 минут, даже если их концентрация в 1000000 раз меньше концентрации глюкозы. «Большим преимуществом этого электрохимического теста на основе ДНК является то, что его принцип восприятия можно распространить на множество различных целей, что позволяет нам создавать недорогие устройства, которые могут обнаруживать десятки маркеров заболеваний менее чем за пять минут в кабинете врача или даже дома. , "заключает Валле-Белисль.
На это изобретение был подан патент, и предусматривается множество других применений, включая обнаружение патогенов в пище или воде и мониторинг терапевтических лекарств в домашних условиях, функция, которая может значительно повысить эффективность различных классов лекарств и методов лечения.