Forskare vid Wake Forest Baptist Medical Center har utvecklat en ny teknik för att upptäcka sjukdomsbiomarkörer i form av nukleinsyror, alla levande organismers byggstenar.

Bevis-of-concept-studien publiceras för närvarande online i tidskriften Nanobokstäver .

"Vi ser detta som en potentiell första rad, icke-invasiv diagnostik för att upptäcka allt från cancer till ebolavirus, sade Adam R. Hall, Ph.D., biträdande professor i biomedicinsk teknik vid Wake Forest Baptist och huvudförfattare till studien. "Även om vi verkligen är i de tidiga stadierna av tekniken, så småningom kunde vi utföra testet med några droppar blod från ett enkelt fingerstick."

Nukleinsyror består av kedjor eller sekvenser av baser som sträcker sig från bara några få till miljontals element. Den exakta ordningen i vilken dessa baser finns, även över korta avstånd, är starkt knuten till deras funktioner, och kan därför användas som direkta indikatorer på vad som händer inuti celler och vävnad. Till exempel, en familj av dessa nukleinsyror som kallas mikroRNA är bara cirka 20 baser långa, men kan signalera ett brett spektrum av sjukdomar, inklusive cancer.

"Forskare har studerat mikroRNA-biomarkörer i flera år, men ett problem har varit korrekt upptäckt eftersom de är så korta, många tekniker har verkligen svårt att identifiera dem, sa Hall.

I den nya tekniken, nanoteknik används för att avgöra om en specifik målnukleinsyrasekvens finns i en blandning, och att kvantifiera det om det gör det genom en enkel elektronisk signatur. "Om sekvensen du letar efter finns där, den bildar en dubbelspiral med en sond vi tillhandahåller och du ser en tydlig signal. Om sekvensen inte finns där, då finns det ingen signal, " sa Hall. "Genom att helt enkelt räkna antalet signaler, du kan bestämma hur mycket av målet som finns runt."

I den här studien, laget visade först att tekniken effektivt kunde identifiera en specifik sekvens bland en bakgrund av konkurrerande nukleinsyror, och tillämpade sedan sin teknik på ett speciellt mikroRNA (mi-R155) som är känt för att indikera lungcancer hos människor. De visade att metoden kunde lösa den minimala mängden mikroRNA som kan hittas hos patienter. Nästa steg kommer att innebära att tekniken utvidgas för att studera kliniska blodprov, vävnad eller urin.

Hall har ett provisoriskt patent på denna teknik.