Секвенсор ДНК в кармане врача
Еще несколько лет назад секвенирование генома занимало много времени, стоило колоссальных денег и проводили его только в самых современных лабораториях. Теперь близки те времена, когда секвенсор ДНК можно будет просто носить в кармане.
На днях ученые из Швеции и США опубликовали в Nature Communications информацию, что они разработали микроскоп, который использует камеру смартфона для обнаружения флуоресцентных частиц при реакции секвенирования ДНК в клетках или тканях. Это означает, что скоро врач сможет подключить такой микроскоп к своему смартфону и провести целевое секвенирование ДНК или молекулярный анализ, например, раковой опухоли в местах, где отсутствуют современные лаборатории и больницы. Эта информация просто удивительна и на ум сразу приходит пресловутый трикордер из фильма "Звездный путь" (Star Trek), аналог которого уже несколько лет пытаются воспроизвести многие разработчики во всем мире, пишет Gizmodo.
Микроскоп состоит из напечатанных на 3D-принтере легких компонентов, содержащих недорогие линзы, и закрепляется на смартфоне Nokia Lumina 1020, разрешение камеры которого составляет 38 мегапикселей. Внутри прибора находятся два лазерных диода, которые обеспечивают многоцветную флуоресцентную визуализацию и белый светодиод для использования светлопольного изображения. Держатель образца перед камерой может перемещаться в трех направлениях для того, чтобы точно позиционировать исследуемый элемент для оптимальной визуализации. Вся информация с помощью смартфона при необходимости может отправляться в медицинский центр или конкретному врачу, находящемуся, возможно, за тысячи километров от пациента.
Для того, чтобы действительно видеть специфические последовательности ДНК, ученые разработали технологию флуоресцентной пометки, который заставляет светиться искомые молекулярные цепочки. Изображения затем обрабатываются специальным программным обеспечением на базе алгоритма машинного обучения.
Технология достаточно дешевая, что позволит производить такие устрйоства по цене, не превышающей $500. И благодаря своей портативности и легкости в использовании, такие секвенсоры могут быть очень полезными для оказания медицинской помощи в любом месте и в любое время. Кроме того, по мнению ученых они могут стать буквально находкой для растущей отрасли телемедицины, обеспечивая высокотехнологичную услугу удаленно и вдали от больниц.
Секвенирование генома и молекулярная диагностика сегодня являются "золотым стандартом", позволяя точно диагностировать рак, что является очень важным первым шагом для его лечения. Сегодня это практически недоступно большинству врачей и пациентов, но, возможно, эта ситуация скоро изменится.
На самом деле подобное устройство уже пробовали создавать. Напомним, что в 2013 году Google обещала сделать "трикордер" для обнаружения рака, утверждая, что прототип появится через полгода. Но это так и не произошло. В 2014 году британская компания Oxford Nanopore Technologies выпустила ДНК-секвенсор размером со спичечный коробок и который действительно используется сейчас на Международной космической станции. Это устройство также дешевое в производстве, но, к сожалению, требует специальных знаний для использования и не очень точное.
Отметим, кстати, что прототип, который представили шведские и американские ученые, пока также требует для управления им специально обученного специалиста, но, по словам разработчиков, после доработки с устройством сможет работать обычный врач. Кроме того, они планируют провести дополнительные работы по повышению точности и глубины секвенирования.
