211service.com
Stroj na testování genů pro lékaře
Stolní nástroj nedávno schválený americkým Úřadem pro kontrolu potravin a léčiv by mohl konečně přinést farmakogenomické testování – použití pacientovy genetické informace pro rozhodování o předepisování léků – do hlavního proudu. Zařízení, vyrobené společností Nanosféra , startup se sídlem v Northbrooku, IL, dokáže během několika hodin odhalit genetické variace v krvi, které modulují účinnost některých léků. Tato technologie, nazývaná Verigene, využívá kombinaci mikrofluidiky a nanotechnologie, umístěné v jediné plastové kazetě, k vytažení DNA ze vzorku krve a následnému screeningu na relevantní sekvence.
Jednoduché testování: Tato kazeta na jedno použití dokáže detekovat genetické variace ze vzorků krve. Kruhy lemující horní a spodní část jsou naplněny činidly pro různé chemické reakce. DNA se izoluje z bílých krvinek a zachytí se na podložní sklíčko v kazetě.
Věříme, že výhodou našeho systému je, že tento jednoduchý formát kazet lze provozovat v jakékoli nemocnici, dokonce i v ordinaci lékaře, říká William Moffitt, generální ředitel společnosti Nanosphere. Přesouváme komplexní testování do péče o pacienty. Moffitt říká, že Verigene je první mikrofluidní produkt založený na nanotechnologii, který je schopen analyzovat DNA přímo ze vzorku krve.
Lidé mohou reagovat na léky velmi odlišně, částečně díky běžně se vyskytujícím genetickým variacím v enzymech, které metabolizují některé z většinou vysoce předepisovaných sloučenin, jako jsou léky na srdce, léky proti bolesti a antidepresiva. Zatímco lékaři široce přijali farmakogenomické testování pro předepisování některých léků na rakovinu, takové testování se dosud neujalo u mnoha jiných léků, jejichž účinnost je ovlivněna genetikou, včetně těch na HIV, kontrolu bolesti a epilepsii. Technologie potřebná k detekci těchto variací u pacientů je k dispozici již léta, ale tento proces je často časově náročný a drahý. Lékaři musí obvykle posílat vzorky slin nebo krve pacientů do centrální laboratoře, kde je DNA izolována, amplifikována a analyzována. Tento proces může trvat dny nebo týdny.
V některých případech nezáleží na tom, zda výsledek trvá týden. Ale v některých případech bychom chtěli mít informace k výběru léku během návštěvy ordinace, když je pacient přímo u toho, říká Howard McLeod , ředitel Institutu pro farmakogenomiku a individualizovanou terapii na University of North Carolina, Chapel Hill. Tímto způsobem můžeme říci, že tento lék je ten, o kterém vaše DNA říká, že bude s největší pravděpodobností prospěšný.
Antikoagulant warfarin je například často předepisován k prevenci krevních sraženin. Ale lidé metabolizují lék jinak, což znamená, že pacienti musí být pečlivě sledováni, aby se ujistili, že neutrpí nebezpečné krvácení. FDA změnila označení léku v roce 2007, aby poznamenala, že citlivost pacienta na lék ovlivňují dvě specifické genetické variace, ale rozsáhlé genové testování se dosud neujalo. V současnosti dostupné genotypizační testy pro farmakogenomiku warfarinu vyžadují izolaci DNA z krve a testování v laboratoři molekulární diagnostiky certifikované pro vysoce komplexní testování, říká Karen Weck , ředitel laboratoře molekulární genetiky na University of North Carolina, Chapel Hill.
Nanosphere vyvíjí test, který dokáže detekovat tyto odchylky ve vzorcích krve za hodinu nebo dvě. Krev pacienta je vstříknuta do jednorázové kazety, která drží podložní sklíčko poseté DNA. V plastovém rámu je také umístěn systém mikrofluidních komor obsahujících činidla pro řadu chemických reakcí. Když je kazeta vložena do přístroje Verigene, mechanické ventily a tlak vzduchu smíchají činidla v různých komorách a spustí řadu reakcí.
Magnetické kuličky nejprve vytáhnou bílé krvinky, které se pomocí zvukové energie roztrhnou a uvolní fragmenty DNA. Vše kromě DNA je pak odplaveno a roztok těchto fragmentů DNA teče přes podložní sklíčko. Cílová DNA se váže na skvrny na podložním sklíčku, které byly potištěny sekvencemi DNA komplementárními k těm z cílové sekvence. Zlaté nanočástice o průměru asi 13 nanometrů se poté připojí k druhému konci zachycených fragmentů DNA a vloží cíl. Každá zlatá nanočástice je potažena stříbrem, které rozšiřuje průměr na půl mikronu, což umožňuje snadnou detekci při dopadu světla.
Pokud to bude fungovat, mohl by to být pro lékaře a koagulační kliniky pohodlný způsob, jak začlenit farmakogenomické informace do dávkování warfarinu, říká Weck. Dodává však, že přesnost testu by měla být pečlivě porovnána s tradičnějšími molekulárními testy, než bude široce používán. Nanosphere již má schválení FDA pro test warfarinu používaný ve starší verzi svého systému a příští rok plánuje podat žádost o souhlas regulačních orgánů pro svůj nový test.
Společnost také vyvíjí farmakogenomický test pro použití s lékem proti srážení krve Plavix, který se předepisuje lidem, kteří dostávají srdeční stenty. Lék musí být metabolizován do aktivní formy a vědci nedávno zjistili, že asi 30 procent bělochů má špatně fungující variantu enzymu, který lék metabolizuje, a proto je méně pravděpodobné, že z něj budou mít prospěch. I když je v současné době možné identifikovat tyto pacienty prostřednictvím zásilkového testování, chceme znát odpověď, než pacient půjde domů, říká Marc sabatine , kardiolog z Brigham and Women’s Hospital v Bostonu.
Zařízení Nanosphere je jednou z řady mikrofluidních technologií ve vývoji pro takzvané point of care genetické testování – diagnostiku, kterou lze provádět v nemocnici nebo v ordinaci lékaře, když je tam pacient. Verigene, který byl schválen FDA v říjnu, může přijít s různými moduly v rozmezí od 40 000 do 80 000 USD, které jsou určeny pro různé typy testování.
Verzi našeho systému byste mohli mít v laboratoři molekulární diagnostiky provádějící genetické testy, jako jsou testy na cystickou fibrózu a warfarin, nebo v mikrobiologické laboratoři provádějící virové testy, nebo ve statistické laboratoři pro provádění testů ER, jako je test srdečních troponinů, biomarker pro diagnostiku srdečního záchvatu a farmakogenomické testování [metabolismu Plavix], říká Moffitt. Systém Verigene dokáže detekovat i respirační viry, jako je chřipka H1N1. Během posledního měsíce společnost instalovala systémy v lékařských centrech od typických komunitních nemocnic po velké akademické výzkumné nemocnice.
Vědci doufají, že dostupnost tohoto typu testování umožní objevování nových aplikací ve farmakogenomickém testování. Existují také léky, které používáme na [jednotkách intenzivní péče] a kterým by prospěla geneticky řízená terapie, ale kvůli absenci technologie [pro rychlé farmakogenomické] testování se o to nikdo ve skutečnosti nesnaží, říká McLeod.