MicroRNA hat Potenzial für Krebs Bluttest und auch andere Krankheiten

MicroRNA wurde vor etwa zehn Jahren als neues genetisches Material entdeckt. Wissenschaftler beobachteten, dass es scheint, die Gene einer Zelle an- und auszuschalten. Neuere Forschungen haben gezeigt, dass diese kleinen Bündel genetischen Codes in Krebszellen außer Kontrolle geraten.
Ein Team am MIT hat begonnen, winzige Partikel zu verwenden, die Mikro-RNA-Konzentrationen in Gewebeproben messen, um eine Methode zur Diagnose und Diagnose von Krebs zu bieten. In der Theorie sollte der Prozess mit vielen anderen Krankheiten arbeiten.
Zwei aktuelle Artikel in den Zeitschriften Analytische Chemie und Angewandte Chemie, umreißen die Technologie, die eine Anordnung von Partikeln verwendet, die sich an eine spezifische Art von microRNA anheften. Die Methode setzt Gewebe, Blutproben oder gereinigte RNA diesen Partikeln aus, wodurch ein microRNA-Profil erstellt werden kann. Verschiedene Krebsarten haben ihre eigene microRNA-Signatur, so dass das Vorhandensein von individuellen Krebsarten in Lunge, Magen, Bauchspeicheldrüse, etc. identifiziert und verarbeitet werden kann, was verspricht, ein neues und effektives Krebs-Testverfahren zu sein.
Patrick Doyle, Professor für Chemieingenieurwesen am MIT und Leiter des Forschungsteams, sagte:

"Während die Messung von microRNA-Spiegeln deutliche potenzielle Vorteile hat, gibt es viele Herausforderungen beim Nachweis von microRNA. Es gibt keinen akzeptierten Goldstandard", sagt Doyle. "Jeder hat seinen eigenen Favoriten."

Die Jagd nach MicroRNA

Das Problem bei den meisten microRNA-Nachweisverfahren besteht darin, dass die RNA in einem Reinigungsprozess, der zeitaufwendig und teuer ist, aus dem Blut oder Gewebe isoliert werden muss. Doyle und seine Kollegen, einschließlich Doktorand Stephen Chapin, umrissen in ihren Angewandte Chemie Paper, veröffentlicht im Januar 2011, dass sie erfolgreich Hydrogel-Partikel mit einer Länge von etwa 200 Mikron verwendet haben, um microRNA-Dysregulationsmuster in Proben von vier Krebspatienten leichter und effizienter nachzuweisen.

Hydrogele sind eine Art Polymerkettennetzwerk, das Wasser anzieht, das die Anheftung von Nukleinsäuren verursacht. Die Hydrogelteilchen sind mit Millionen von identischen DNA-Strängen verziert. Die Stränge sind komplementär zu einer spezifischen microRNA-Zielsequenz. Somit wird microRNA in einer Blutprobe von der DNA auf dem Hydrogelpartikel angezogen und an diese gebunden.
Im Anschluss an ihre erste Arbeit zeigt ihr neuerer Bericht in der Analytical Chemistry dieses Jahres den Hydrogel Partikeltest und identifiziert erfolgreich einen Patienten mit Prostatakrebs.

Durch Mischen der Hydrogelteilchen mit einer Blutprobe bindet jede vorhandene microRNA an ihre jeweilige DNA. Die DNA-Stränge auf dem Hydrogel enthalten eine kurze Sequenz, die nach Beendigung des Tests an eine Fluoreszenzsonde bindet. Sie verwenden dann einen kundenspezifischen mikrofluidischen Scanner, um schnell die Fluoreszenz jedes Partikels zu messen und so zu zeigen, wie viel microRNA vorhanden ist. Der Scanner liest auch einen chemischen Strichcode, der auf jedem Hydrogelteilchen aufgedruckt ist, was den Typ der nachgewiesenen microRNA identifiziert. Der gesamte Prozess ist in weniger als drei Stunden abgeschlossen.
Der zweite Artikel beschreibt, wie die Forscher durch Hinzufügen von mehreren DNA-Markersequenzen zu jedem microRNA-Target die Empfindlichkeit der Hydrogel-microRNA-Detektionspartikel um bis zu 100-fach erhöht haben. (Die DNA bindet an die Fluoreszenzsonden). Dies ermöglichte ihnen, so wenig wie 10.000 Kopien einer bestimmten microRNA-Sequenz in so kleinen Proben wie 25 Mikrolitern nachzuweisen.
Darüber hinaus ist dieser neue Ansatz von Doyle am MIT genauer, da verschiedene microRNA-Stränge unterschiedliche Formen haben, die beeinflussen, wie leicht sie an die DNA-Marker binden. Die Verwendung gemischter DNA-Marker hilft, diese Anomalie zu vermeiden.
Doyle und seine Kollegen beginnen nun mit medizinischen Forschern zusammenzuarbeiten, um die Verwendung von microRNA-Erkennung zur Verwendung bei anderen Krankheiten wie Herzerkrankungen und HIV zu untersuchen. Mit seinem ehemaligen Doktoranden Daniel Pregibon gründete er eine Firma namens Firefly Bioworks. Firefly Bioworks wird die Technologie für den maßgefertigten Scanner lizenzieren, die benötigt wird, um die Fluoreszenz der Hydrogele zu erkennen, mit dem Ziel, eine Einheit für den kommerziellen Gebrauch bereitzustellen.
Geschrieben von Rupert Shepherd B.Sc.