Φορητό σύστημα «τσέπης» για την ανίχνευση DNA

Κινέζοι επιστήμονες και μηχανικοί κατασκεύασαν ένα εύχρηστο και μικρό φορητό σύστημα «τσέπης», το οποίο ανιχνεύει γενετικό υλικό (DNA) μέσα σε λιγότερο από δύο ώρες, ενώ μελλοντικά θα μπορούσε να τροποποιηθεί για να ανιχνεύει επίσης γενετικό υλικό ιών (RNA), όπως του νέου κορωνοϊού.

Η νέα πλατφόρμα ανίχνευσης βασίζεται απλώς σε ένα «έξυπνο» κινητό τηλέφωνο, αντί να απαιτεί ογκώδη εργαστηριακό εξοπλισμό, προκειμένου να αναζητήσει το γενετικό «αποτύπωμα» παθογόνων μικροοργανισμών ή γενετικές μεταλλάξεις ενδιαφέροντος.

Η πλατφόρμα με την ονομασία POCKET (Point-Of-Care for the Entire Test), η οποία ζυγίζει λιγότερα από 100 γραμμάρια και έχει μήκος λιγότερα από 25 εκατοστά, είναι μία από τις πιο φθηνές, βολικές και φορητές που έχουν δημιουργηθεί μέχρι σήμερα παγκοσμίως για την ανίχνευση γενετικού υλικού. Μπορεί να αξιοποιηθεί για να πραγματοποιηθούν επιτόπια (point-of-care) τεστ DNA στα πεδία της βιοϊατρικής, της γεωργίας, της προστασίας του περιβάλλοντος, της ασφάλειας των τροφίμων κ.ά.

Η δημιουργία τόσο μικρών συστημάτων ανίχνευσης DNA δεν είναι απλή, επειδή συχνά το βακτηριακό ή ιικό γενετικό υλικό βρίσκεται σε πολύ μικρές ποσότητες, με συνέπεια να απαιτούνται εργαστηριακά όργανα όπως οι φυγοκεντρωτές και όργανα θέρμανσης, προκειμένου να γίνει ενίσχυση του δείγματος. Επιπροσθέτως, έχει αποδειχθεί δύσκολη η δημιουργία ενός συστήματος που να μπορεί να ανιχνεύσει DNA σε μία μεγάλη ποικιλία δειγμάτων από αίμα, ούρα, νερό, τροφές, φυτική ύλη κ.ά.

Οι Κινέζοι ερευνητές, με επικεφαλής τον δρα Μινγκ Τσεν του Τρίτου Στρατιωτικού Ιατρικού Πανεπιστημίου της Κίνας, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Science Advances», κατάφεραν να χρησιμοποιήσουν μικρά, ελαφριά και εύκολα στην κατασκευή τους μέρη και αντιδραστήρια για να δημιουργήσουν μία μίνι συσκευή που συνδέεται σε smartphone. Το σύστημα χρησιμοποιεί μία ειδική εφαρμογή (app), που ανεβάζει τη θερμοκρασία του επεξεργαστή του τηλεφώνου, έτσι ώστε να θερμάνει τα δείγματα που τοποθετούνται πάνω από τη συσκευή.

Αν ανιχνευθεί το DNA-στόχος, τότε τα αντιδραστήρια δημιουργούν οπτικά σήματα, όπως φως ή χρώματα, που είναι δυνατό να ανιχνευθούν μέσω φακού με την κάμερα του κινητού τηλεφώνου. Το σύστημα έχει τη δυνατότητα, εκτός από DNA, να ανιχνεύσει και το συγγενικό μόριο RNA, από το οποίο αποτελείται το γενετικό υλικό των ιών. Συνεπώς, με τις κατάλληλες τροποποιήσεις, σύμφωνα με τους ερευνητές, η πλατφόρμα θα μπορούσε μελλοντικά να αξιοποιηθεί για την ανίχνευση λοιμώξεων από ιούς όπως ο νέος κορονοϊός.

Χάρη στη φορητότητα και στη συνδεσιμότητά της μέσω διαδικτύου, η πλατφόρμα θα είναι δυνατό να χρησιμοποιηθεί για τον εντοπισμό και την ιχνηλάτηση κάποιας νόσου σε πραγματικό χρόνο, κάτι χρήσιμο π.χ. για μία πανδημική νόσο, όπως η Covid-19 ή άλλη μελλοντικά.