Gizli patojenlerin tespiti için yeni bir nanotest yapıldı!

3 Ekim 2012 | 5 Ocak 2020 | Kategori: Güncel / Literatür Print

34 Paylaşım

Central Florida Üniversitesi araştırmacıları, hekimler için Crohn hastalığı dahil, inflamatuvar bağırsak hastalığının patojenlerini saptamada daha hızlı ve daha duyarlı yeni bir teknoloji geliştirdi. PLoS ONE’da yayımlanan çalışmaya göre, bu yeni nanopartikül esaslı teknik, bilim insanlarının yüzyıllardır bulmaya çalıştığı başka mikropların tespitinde de kullanılabilir; zira bu mikroplar insan dokularına yerleşiyor ve hücreleri immün sistemi işgal etmesi için yeniden programlıyor. Mikroplar yıllar sonra yeniden ortaya çıkıp, tüberküloz gibi ciddi sağlık sorunlarına yol açabiliyor. Mevcut yöntemler, bu gizli mikropları bulmaya yönelik; ancak bunun için uzun süreli ve çoğu zaman haftalar hatta aylar sonra gecikmiş tedavi kullanılması gerekiyor.

Central Florida Üniversitesi araştırmacılarından Doç. Dr. J. Manuel Perez ve Prof. Dr. Saleh Naser ve ekibi, bulunması zor patojenlere özel DNA belirteçleri ile kaplı nanopartiküller kullanarak yeni bir yöntem geliştirdi. Bu teknik, az sayıda patojen grubunu tespit etmek için kullanılan mevcut yöntemlerden daha etkili ve daha doğru sonuçlar veriyor. En önemlisi, artık sonuçlar hafta veya ay değil, birkaç saat içerisinde çıkıyor. Bu sayede hekimler hastalarına daha kısa sürede yardım edebiliyor.

Doç. Dr. Perez, bu yöntemin geleneksel moleküler ve mikrobiyolojik yöntemlerden daha üstün olduğunu belirterek şu bilgileri verdi: “Özgüllük ve duyarlılığı göz önünde bulundurarak, nano yöntem, aylar değil saatler içerisinde oldukça güvenilir ve doğru sonuçlar veriyor. Araştırmacılar, hücre içerisinde gizlenen patojenlerden küçük DNA’ları bulan, hibridize edici manyetik gevşeme nanoduyarlılığı (hMRS) geliştirdi. Saç kılı kalınlığında hMRS’ler, polimer kaplı demir oksit nanopartikülden oluşmakla birlikte, her aptojene özgü DNA belirtecine spesifik olarak bağlanmak üzere kimyasal açıdan modifiye ediliyor. hMRS patojenin DNA’sına bağlandığında, manyetik rezonans sinyali saptanıyor ve bu sinyal nanopartikülü çevreleyen su molekülleri ile arttırılıyor. Daha sonra manyetik imzadaki değişiklikler, bir bilgisayar ekranından veya akıllı telefon gibi taşınabilir elektronik bir cihazdan okunabiliyor ve numunenin spesifik bir patojen ile enfekte olup olmadığına karar veriliyor.”

Araştırmacılar, bu tekniği test etmek amacıyla büyükbaş hayvanlarda Johne hastalığının ve insanlarda Crohn hastalığının nedeni olan Mycobacterium avium spp. paratüberküloz (MAP) patojenini kullandı. Aynı zamanda Crohn hastalığı olan hastalardan çok sayıda kan ve biyopsi doku numunesi ve Johne hastalığı olan hayvanlardan et örnekleri aldı.

Yürüttükleri çalışmanın sonuçlarını değerlendiren Dr. Perez, gelişmeleri şu sözlerle anlattı: “Amacımız, hastalığın yayılmasını daha iyi anlamak amacıyla, hekimlere basit ve güvenilir araçlar geliştirmek. Elbette bunu yaparken, hastaların tedavi açısından zaman kaybetmemesi de önemli. Nanoteknoloji bu konuda gerçekten başarılı. Özellikle bizim örneğimizde olduğu gibi, teknoloji klinik gıda ve çevreden alınan numuneler ile doğrulanırsa.”

Ulusal Sağlık Enstitüsü’ne bağlı olan ve bu araştırmaya finansal destek sağlayan Genel Tıp Bilimi Ulusal Enstitüsü (NIGMS), bu tür temel araştırmalar ile kurumun tıpta çığır açabileceğini belirtti. Kurumun üyelerinden Dr. Janna Wherle, “Daha geçtiğimiz yıl Dr. Perez ve ekibi, beklenmedik bir şekilde DNA’nın manyetik nanosensörlere bağlanma özelliğini keşfetmişti ve şimdi de hastalardan alınan numunelerde saptanması zor bakteri ve virüsleri tespit edebilecek hızlı ve duyarlı bir laboratuvar testi üzerinde çalıştıklarını söylüyorlar. Bu, yeni bir gelişmenin önemli bir klinik ihtiyacı karşılamak amacıyla nasıl hızlı bir şekilde araştırmaya dökülebileceğinin de bir kanıtı” dedi.

KAYNAK: Rapid and Sensitive Detection of an Intracellular Pathogen in Human Peripheral Leukocytes with Hybridizing Magnetic Relaxation Nanosensors. Charalambos Kaittanis, Hamza Boukhriss, Santimukul Santra, Saleh A. Naser, J. Manuel Perez. PLoS ONE, 2012; 7 (4): e35326 DOI: 10.1371/journal.pone.0035326

Makalenin tam metnine aşağıdaki linkten ulaşılabilmektedir:
http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0035326

Abstract
Bacterial infections are still a major global healthcare problem. The quick and sensitive detection of pathogens responsible for these infections would facilitate correct diagnosis of the disease and expedite treatment. Of major importance are intracellular slow-growing pathogens that reside within peripheral leukocytes, evading recognition by the immune system and detection by traditional culture methods. Herein, we report the use of hybridizing magnetic nanosensors (hMRS) for the detection of an intracellular pathogen, Mycobacterium avium spp. paratuberculosis (MAP). The hMRS are designed to bind to a unique genomic sequence found in the MAP genome, causing significant changes in the sample’s magnetic resonance signal. Clinically relevant samples, including tissue and blood, were screened with hMRS and results were compared with traditional PCR analysis. Within less than an hour, the hMRS identified MAP-positive samples in a library of laboratory cultures, clinical isolates, blood and homogenized tissues. Comparison of the hMRS with culture methods in terms of prediction of disease state revealed that the hMRS outperformed established culture methods, while being significantly faster (1 hour vs 12 weeks). Additionally, using a single instrument and one nanoparticle preparation we were able to detect the intracellular bacterial target in clinical samples at the genomic and epitope levels. Overall, since the nanoparticles are robust in diverse environmental settings and substantially more affordable than PCR enzymes, the potential clinical and field-based use of hMRS in the multiplexed identification of microbial pathogens and other disease-related biomarkers via a single, deployable instrument in clinical and complex environmental samples is foreseen.