Nature Communications’da yayınlanan yeni bir çalışma, virüs ve hastalık tespitini ucuz ve hızlı bir ilişkiye dönüştürebilecek potansiyel olarak devrim niteliğinde bir çözüm olan hızlı genetik tarama için biyoçip teknolojisini anlatıyor. Araştırmacılar, söz konusu teknolojiyi er ya da geç piyasaya sürmek için şimdiden yeni bir şirket (Pumpkinseed Bio) kurdular.
Stanford Üniversitesi’ndeki bilim adamları tarafından Covid-19 virüsüne (SARS-CoV-2) ait gen fragmanlarının hızlı tespiti için geliştirilen teknoloji, mikroskobik silikon kutu dizileri tarafından yapılan “metayüzeyleri” kullanıyor. Bu kutular 500 nanometre yüksekliğinde, 600 nanometre uzunluğunda ve 160 nanometre genişliğindedir ve yakın kızılötesi elektromanyetik radyasyonu yüzeylerinin üzerine odaklayabiliyorlar.
Odaklanmış ışık, optik mikroskopların her kutudan gelen dalga boyundaki değişimi tespit etmesi için daha kolay bir yol sağlıyor; bu, üstte “otuyan” moleküllere bağlı olarak değişebilir. Araştırmacılar, 22 nükleotid içeren gen parçalarını silikon kutulara bağlayarak ve dizileri bir tampon çözeltisine batırarak meta yüzeylerini test ettiler.
Bağlı genetik fragmanlar daha sonra çözeltiye eklenen “tamamlayıcı” DNA parçalarıyla bağlanabildi. Bu DNA iplikleri, her bir silikon kutunun yüzeyindeki elektromanyetik dalga boyunu etkileyerek varlıklarını işaret etti.
Stanford Üniversitesi’nde uygulamalı fizikçi olan Jennifer Dionne, yeni biyoçipinin mikrolitre başına 4.000 kopya kadar az olan hedef genlerin varlığını tespit edebileceğini söyledi. Araştırmacılar, bir burun örneğinde bulunan SARS-CoV-2 virüs fragmanlarının tipik bir konsantrasyonunu tespit edecek kadar hassas olduğu için cihazın kötü şöhretli polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) gibi zaman alıcı çoğaltma tekniklerine ihtiyaç duymadığını belirtti.
Biyoçip, DNA ipliklerini ve proteinleri dakikalar içinde tespit ederek bir enfeksiyonun ne kadar yoğun olduğu hakkında da bilgi sağlayabilir. Araştırmacılar, teknolojinin hem klinik teşhis uygulamaları hem de laboratuvar dışındaki molekülleri izlemek için kullanılabileceğini ve çevre bilimcilerine “oyun değiştiren” bir genetik inceleme çözümü sağladığını söyledi.
Dionne ve meslektaşları, aynı anda birden fazla hastalık biyobelirteçlerini tespit edebilen bir biyoçip oluşturmayı amaçlayan araştırmalarını hızlı bir şekilde ticarileştirmek için Pumpkinseed Bio girişimini kurdular. Moleküler biyolog ve Monterey Bay Akvaryum Araştırma Enstitüsü CEO’su Chris Scholin’e göre, teknoloji çevresel problarda daha büyük bir rol oynayabilirken, klinik teşhiste birkaç rakip çözümle savaşması gerekecek.