Новое устройство поможет медикам выявлять генетические мутации с помощью одного лишь смартфона

Работая в паре со смартфоном, устройство может использовать различные режимы отображения клеток.
Фото UCLA, Stockholm University, Uppsala University.

Подобно тому как основу языка составляют отдельные буквы, ДНК человека сочленена из "кирпичиков". Буквы необходимо расположить определённым образом, чтобы получилось слово или целое предложение. Точно так же определённая последовательность химических оснований важна для того, как функционирует ДНК.

Одна из причин, почему учёные обращают столь пристальное внимание на последовательность "букв" ДНК, в том, что она помогает им выявлять определённый ген или мутацию — возможных "виновников" различных заболеваний.

Но подобные анализы, как правило, требуют сложных исследований – взятия образцов клеток и тканей пациента и отправку их в хорошо оборудование лаборатории. Последние не всегда находятся что называется в шаговой доступности. Такая проблема особенно остро стоит в развивающихся странах, где медицинские работки не обладают средствами (или знаниями) для проведения анализа по "расшифровке" ДНК (секвенирование ДНК).

Проблему можно решить, посчитали учёные из Калифорнийского института наносистем, а также Стокгольмского и Уппсальского университетов. Они разработали микроскоп на базе смартфона, который поможет медработникам провести тестирование на мутации без необходимости использования дорогостоящего лабораторного оборудования.

Устройство может получить изображение культуры опухолевых клеток или ткани, проанализировать определённую последовательность ДНК и выявить генетические мутации. Причём девайсу не нужно, чтобы ДНК была первоначально извлечена из образцов клеток, например.

Исследователи определяют опухолевые клетки часто по их форме (или морфологии) и другим физическим характеристикам. Но для определения оптимального лечения для таких пациентов необходимо получить дополнительную информацию с точки зрения молекулярной диагностики. Именно она и помогает учёным определить генетическую мутацию, которая вызывает ту или иную опухоль. Но опять же не у всех медиков (и не везде) есть доступ к такому оборудованию.

Новое устройство весит немного и крепится на стандартную камеру смартфона. Сам аппарат был создан при помощи 3D-принтера. Девайс способен "увидеть" многоцветную флуоресценцию и получить светлопольное изображение причём в том же качестве, на какое способны традиционные оптические микроскопы.

Использовать устройство достаточно просто: специалист помещает образец ткани в небольшой контейнер. Мобильный телефон (он же микроскоп) фиксирует многорежимное изображение обрабатываемого образца и "скармливает" собранные данные алгоритму. Последний автоматически анализирует их, чтобы прочитать последовательность оснований в ДНК опухоли, или же он находит генетические мутации непосредственно в опухолевой ткани.

Подобное устройство позволяет обнаружить даже небольшое количество опухолевых клеток среди большой группы здоровых.

Ведущий автор исследования Айдоган Озкан (Aydogan Ozcan) из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе говорит, что одно устройство можно изготовить, потратив всего 500 долларов США (даже чуть меньше), если такие устройства будут выпущены в составе большой серии. Стоимость такой продукции гораздо ниже, чем у современного лабораторного оборудования, необходимого для анализов.

Разработка может помочь врачам лечить рак, туберкулёз и другие заболевания более эффективно, чем это возможно в развивающемся мире.

Исследователи считают, что их разработка поможет сделать необходимый анализ более доступным. Кроме того, она сократит траты на диагностику образцов. Также, говорят разработчики, их метод может в будущем пригодиться при идентификации болезнетворных бактерий и микроорганизмов.

Новое устройство описывается в научном издании Nature Communications.

Кстати, ранее рассказывалось о другом способе диагностики с помощью смартфона: теперь благодаря ему любой мужчина сможет оценить качество своей спермы.

Сегодня