211service.com
Gentestmaskin för läkare
Ett skrivbordsinstrument som nyligen godkänts av U.S. Food and Drug Administration kan äntligen föra farmakogenomiska tester – användningen av en patients genetiska information för läkemedelsförskrivningsbeslut – till mainstream. Enheten, tillverkad av Nanosfären , en startup baserad i Northbrook, IL, kan på några timmar upptäcka genetiska variationer i blod som modulerar effektiviteten hos vissa läkemedel. Döpt till Verigene, använder tekniken en kombination av mikrofluidik och nanoteknik, inrymd i en enda plastpatron, för att dra DNA från ett blodprov och sedan screena det för relevanta sekvenser.
Enkel testning: Denna engångspatron kan upptäcka genetiska variationer från blodprover. Cirklarna som kantar toppen och botten är laddade med reagenser för olika kemiska reaktioner. DNA isoleras från vita blodkroppar och fångas upp på ett objektglas i patronen.
Vi tror att fördelen med vårt system är att detta enkla patronformat kan köras på vilket sjukhus som helst, till och med ett läkarmottagning, säger William Moffitt, vd på Nanosphere. Vi flyttar komplexa tester till patientvårdspunkten. Moffitt säger att Verigene är den första nanoteknologibaserade mikrofluidikprodukten som kan analysera DNA direkt från ett blodprov.
Människor kan reagera mycket olika på droger, delvis tack vare vanliga genetiska variationer i enzymer som metaboliserar några av de mestadels mycket föreskrivna föreningarna, såsom hjärtmedicin, smärtstillande och antidepressiva. Medan läkare i stor utsträckning har antagit farmakogenomiska tester för att förskriva vissa cancerläkemedel, har sådana tester ännu inte fått fäste för många andra läkemedel vars effektivitet moduleras av genetik, inklusive de för HIV, smärtkontroll och epilepsi. Tekniken som behövs för att upptäcka dessa variationer hos patienter har funnits tillgänglig i flera år, men processen är ofta tidskrävande och dyr. Läkare måste vanligtvis skicka patienters saliv- eller blodprover till ett centralt labb, där DNA:t isoleras, amplifieras och analyseras. Den processen kan ta dagar eller veckor.
I vissa fall spelar det ingen roll om det tar en vecka att få ett resultat. Men i vissa fall skulle vi vilja ha informationen för att välja läkemedel under kontorsbesöket, när patienten är där, säger Howard McLeod , chef för Institutet för farmakogenomik och individualiserad terapi vid University of North Carolina, Chapel Hill. På så sätt kan vi säga att det här läkemedlet är det som ditt DNA säger att det med största sannolikhet kommer att vara fördelaktigt.
Det antikoagulerande medlet warfarin, till exempel, ordineras ofta för att förhindra blodproppar. Men människor metaboliserar läkemedlet på olika sätt, vilket innebär att patienter måste övervakas noggrant för att se till att de inte drabbas av farliga blödningar. FDA ändrade läkemedlets etikett 2007 för att notera att två specifika genetiska variationer påverkar en patients känslighet för läkemedlet, men breda gentest har ännu inte slagit fast. För närvarande kräver tillgängliga genotypningstester för farmakogenomik för warfarin isolering av DNA från blod och testning i ett molekylärdiagnostiklaboratorium som är certifierat för högkomplexitetstestning, säger Karen Weck , chef för det molekylära genetiklaboratoriet vid University of North Carolina, Chapel Hill.
Nanosphere utvecklar ett test som kan upptäcka dessa variationer i blodprover på en timme eller två. En patients blod injiceras i en engångspatron, som innehåller en glasskiva prickad med DNA. Plastramen rymmer också ett system av mikrofluidikammare som innehåller reagenserna för ett antal kemiska reaktioner. När patronen sätts in i Verigene-instrumentet blandar mekaniska ventiler och lufttryck reagenserna i olika kammare, vilket utlöser en serie reaktioner.
Magnetiska pärlor drar först ut vita blodkroppar, som sprängs upp med hjälp av ljudenergi, och frigör fragment av DNA. Allt utom DNA sköljs sedan bort, och en lösning av dessa DNA-fragment flyter över glasskivan. Mål-DNA binder till fläckar på objektglaset som har tryckts med DNA-sekvenser som är komplementära till målsekvensen. Guldnanopartiklar, cirka 13 nanometer i diameter, fäster sedan till den andra änden av infångade DNA-fragment och lägger in målet. Varje guldnanopartikel är belagd med silver, vilket utökar diametern till en halv mikron, vilket gör att den lätt kan upptäckas när den träffas av ljus.
Om det fungerar kan detta vara ett bekvämt sätt för läkare och koagulationskliniker att införliva farmakogenomisk information i warfarindosering, säger Weck. Men, tillägger hon, bör testets noggrannhet jämföras noggrant med mer traditionella molekylära tester innan det används i stor utsträckning. Nanosphere har redan FDA-godkännande för ett warfarintest som används i en äldre version av dess system och planerar att ansöka om regulatoriskt godkännande för sitt nya test nästa år.
Företaget utvecklar också ett farmakogenomiskt test för användning med det antikoagulerande läkemedlet Plavix, som skrivs ut till personer som får hjärtstent. Läkemedlet måste metaboliseras till sin aktiva form, och forskare upptäckte nyligen att cirka 30 procent av kaukasierna har en dåligt fungerande variant av enzymet som metaboliserar läkemedlet och är därmed mindre benägna att dra nytta av det. Även om det för närvarande är möjligt att identifiera dessa patienter genom postordertestning, vill vi veta svaret innan patienten går hem, säger Marc sabatine , en kardiolog vid Brigham and Women's Hospital i Boston.
Nanospheres enhet är en av ett antal mikrofluidikteknologier under utveckling för så kallad point of care genetisk testning – diagnostik som kan utföras på sjukhuset eller läkarmottagningen medan patienten är där. Verigene, som godkändes av FDA i oktober, kan komma med olika moduler, allt från $40 000 till $80 000, designade för olika typer av testning.
Du kan ha en version av vårt system i ett molekylärdiagnostikslabb som kör genetiska analyser, som de för cystisk fibros och warfarin, eller i ett mikrobiologilabb som kör virusanalyser, eller i ett statlabb för ER-körningstester, som troponintestet för hjärtat, en biomarkör för att diagnostisera hjärtinfarkt och farmakogenomisk testning för [Plavix-metabolism], säger Moffitt. Verigene-systemet kan också upptäcka luftvägsvirus, såsom H1N1-influensa. Under den senaste månaden har företaget installerat systemen i medicinska centra, allt från typiska kommunala sjukhus till stora akademiska forskningssjukhus.
Forskare hoppas att tillgången till denna typ av testning kommer att möjliggöra upptäckten av nya tillämpningar inom farmakogenomisk testning. Det finns också läkemedel vi använder på [intensivvårdsavdelningar] som skulle dra nytta av genetiskt guidad terapi, men på grund av frånvaron av teknik [för snabb farmakogenomisk] testning är det ingen som verkligen försöker, säger McLeod.