Connect with us

Hi, what are you looking for?

Наука и технологии

Новый метод разработки диагностических тестов может помочь в борьбе с будущими пандемиями

Программное обеспечение, которое помогает ускорить процесс создания новых диагностических тестов, может помочь в борьбе с будущими пандемиями, говорят его разработчики.

Группа биоинженеров и химиков из Шотландии и Китая разработала систему, предлагающую новые пути реакций для ускорения проектирования и разработки новых диагностических тестов.

Система, которая сейчас находится в свободном доступе для изучения, адаптации и использования другими исследователями по всему миру, также может использоваться для выявления ранних стадий неинфекционных заболеваний, таких как рак, что может помочь пациентам получать более своевременное лечение.

В новой статье, опубликованной сегодня в журнале Nature Communications , исследователи из Университета Глазго в Великобритании и Шанхайского университета Цзяо Тонг в Китае описывают, как они разработали и продемонстрировали эффективность своей системы.

Они начали с разработки графов реакций — представлений биомеханических процессов, которые позволяют проводить быстрые диагностические тесты, такие как перекрестная амплификация (CPA) и петлевая амплификация ДНК (LAMP).

В отличие от тестов полимеразной цепной реакции или ПЦР, которые требуют доступа к сложным лабораториям, управляемым обученным персоналом, изотермические тесты, такие как LAMP, могут дать быстрые и точные результаты, создавая взаимодействия между химическими веществами и цепями ДНК, содержащимися в образцах пациентов, и обеспечивая быстрые результаты в точка ухода.

Однако во многих случаях эти экспресс-тесты разрабатываются и разрабатываются для конкретной цели, что может привести к ненужной сложности и затруднить адаптацию одного теста для использования при другом диагнозе.

Исследователи разработали более универсальный подход к созданию новых тестов, создав программный инструмент, способный превращать графики реакций в предположения о том, как можно использовать химические праймеры и реакции для получения желаемых диагностических результатов.

В документе исследовательская группа описывает, как они исследовали эффективность программного обеспечения, используя его для разработки химических праймеров и реакций для четырех различных диагностических тестов — трех для инфекционных заболеваний и одного для рака, неинфекционного заболевания.

Они успешно создали мультиплексный тест на форму ВИЧ с высоким уровнем вариации последовательности, высокочувствительный тест на туберкулез и исследование для анализа клинических образцов пациентов на наличие гепатита В.

Они также разработали анализ для обнаружения коротких последовательностей микроРНК, имеющих значение для диагностики и прогнозирования рака, включая плоскоклеточный рак полости рта, рак молочной железы и глиому.

Они использовали свои недавно разработанные диагностические тесты для тестирования образцов, полученных от пациентов из клинических лабораторий в Китае. Затем они подтвердили свои результаты с помощью отдельных тестов ПЦР. Они сравнили свои результаты с диагностикой LAMP для тех же заболеваний и обнаружили, что их результаты были более специфичными и воспроизводимыми, чем тесты LAMP.

Профессор Джон Купер из Инженерной школы имени Джеймса Ватта Университета Глазго является ведущим автором статьи. Профессор Купер сказал: «Вот уже несколько лет мы работаем над разработкой изотермических тестов на такие заболевания, как малярия и гепатит С, для использования в тех частях мира, где надежный доступ к ПЦР-тестированию ограничен.

«В ходе создания этих диагностических систем стало ясно, что мы также строим понимание того, как мы можем сделать более общий подход к тестированию конкретных биомаркеров.

«Наша программируемая система автоматизирует большую часть ранней работы методом проб и ошибок, которая идет на разработку новых тестов, и мы показали, что ее можно использовать для надежной диагностики полезного сечения инфекционных и неинфекционных заболеваний. … Это захватывающее открытие, и оно предполагает множество потенциальных применений в медицине».

Доктор Жюльен Ребуд, соавтор статьи из Университета Глазго, добавил: «Пандемия COVID-19 научила мир тому, как жизненно важно быстро разрабатывать точные, чувствительные, специфические средства диагностики для отслеживания новых заболеваний и прямое лечение.

«Наша программируемая система предлагает новый способ поддержки такого быстрого диагностического развития. Мы стремимся сделать ее максимально доступной для других исследователей по всему миру, поэтому мы сделали все наши графики и данные бесплатными в Интернете. надеемся, что она будет действительно полезна исследователям и клиницистам в широком спектре приложений, и мы с нетерпением ждем новых приложений, которые они найдут для этой системы».

Доктор Гаолинь Сюй, соавтор статьи из Шанхайского университета Цзяо Тонг, добавил: «Защитив докторскую диссертацию в группе профессора Купера, я разработал новые технологии для обнаружения ДНК. лучший способ разработки новых дизайнов диагностических тестов. Когда я вернулся в Китай, я продолжил сотрудничество с моими коллегами в Шотландии для разработки этой новой и интересной диагностической системы».

Статья группы под названием «Программируемая разработка изотермических диагностических анализов нуклеиновых кислот с помощью моделей на основе абстракций» опубликована в Nature Communications.

Новый метод разработки диагностических тестов может помочь в борьбе с будущими пандемиями