Ny Test Registrerer livstruende zinkmangel
I en fjerntliggende landsby, nødhjælpsarbejder brodden et svageligt barn er fingerspids, og ligesom de fleste af de andre børns blod prøver, det ene viser en test strip gul. Sådan kunne en eksperimentel underernæringstest lavet med bakterieindards arbejde en dag i marken for at afsløre udbredte deficienciesinkmangler, der dræber tusinder hvert år.
disse indards omfatter plasmider, som er sløjfer af DNA., De er ikke de samme DNA-strenge bag reproduktion og celle konstruktion, men fungerer i stedet som nano-organer med genetiske programmer, der normalt guide bakteriecelle processer. I en undersøgelse ledet af Georgia Institute of Technology konstruerede forskere deres egne plasmider til at lede andre dele ekstraheret fra bakterier for at få blodprøven til at fungere.
Den nye teknologi viste stort potentiale som grundlag for en billig, let underernæringstest, der kunne udvides til at omfatte mange vitale næringsstoffer og andre sundhedsindikatorer.,
Den nye eksperimentelle test frysetørres til et pulver, der opbevares ved hverdagstemperaturer, kan læses i marken og kan være egnet til præcis analyse med en relevant smartphone-app. Det kunne overvinde de kliniske og logistiske kvaler af andre tests, herunder køletransport til marken eller tilbage til et laboratorium, samt tabt tid.
testen registrerer ikke kun zink, men kvantificerer også dets klinisk relevante niveauer, hvilket er nødvendigt for at detektere underernæring og er en af de nye tests vigtigste innovationer., Hjælpeagenturer kunne bruge en feltversion af testen til at få øjeblikkelig information for hurtigt at påvirke politiske beslutninger om ernæringsinterventioner.
Skjult sult
to milliarder mennesker verden over lider af mikronæringsstofmangel, der hævder millioner af liv hvert år, ifølge Centers for Disease Control and Prevention. Zinkmangel alene blev skylden for mere end 450.000 dødsfald i 2009, ifølge en undersøgelse i European Journal of Clinical Nutrition.
men spotting underernæring er vanskelig.,
“i udviklingslandene i dag kan mange mennesker få nok kalorier, men gå glip af en masse næringsstoffer. Du kan se på en person og se, om de får nok kalorier, men ikke hvis de får tilstrækkelige mængder af udviklingsmæssigt vigtige næringsstoffer,” sagde Mark Styczynski, der ledede undersøgelsen og er lektor i Georgia Tech ‘ s School of Kemiske og Biomolekylær Teknik.
“virkningen er størst på gravide mødre og børn under 5 år, hvilket er når de har den højeste dødelighed,” sagde han.,
forskerteamet, der omfattede samarbejdspartnere fra North .estern University, offentliggjorde deres undersøgelse i tidsskriftet Science Advances. Forskningen blev støttet af National Institutes of Health, National Science Foundation, Air Force Research Laboratory, the Defense Advanced Research Projects Agency, David og Lucille Packard Foundation, og Camille Dreyfus Lærer-Scholar Program.
Lille er enorm
Engineering med bakterielle indards er mindst 25 år gammel, med forskning accelererende i det sidste årti., Men denne nye test markerer små molekyler, som .ink eller jod, en anden stor innovation.
kvantificeringen af iinkioner i denne særlige undersøgelse var proof of concept for planer om at måle mange små molekyler, der er relevante for in-field tests. Forskerne kunne hurtigt udvide testen for at vurdere niveauer af de seks vitale småmolekylære næringsstoffer, mikronæringsstoffer, der er meget relevante for ernæringsmæssigt feltarbejde.
” Vi kan muligvis hurtigt lave nye test for jern, B12, folat, jod og vitamin A,” sagde Styc .ynski., “Vi kunne også kvantificere større molekyler som DNA og proteiner for at hjælpe med at finde ud af, hvor dårligt et viralt udbrud er.”
” Det er vigtigt at opdage tilstedeværelsen eller fraværet af noget som Ebola eller graviditet. Men at kunne sige, hvor meget af noget du har, som et næringsstof eller en virus, uden at skulle trække udstyr gennem marken for at gøre det, har manglet. Evnen til at gøre det kunne åbne mange døre inden for diagnostik og behandling,” sagde Styc .ynski.
Disembo .eling bacteria
brugervenligheden af den eksperimentelle testinktest står i skarp kontrast til det arbejde, der kræves for at konstruere det., Forskerne begyndte at bruge levende bakterier, der ændrede farver som reaktion på .ink, men denne tilgang ramte snags.
” testen tog for lang tid, og mængden af blod og bakterier, vi ville have brug for, var ikke klar,” sagde Styc .ynski. “Så vi gik cellefri. Du tager bakterierne og fjerner ydersiden og genomet-det vigtigste DNA-og du er tilbage med denne rige blanding af stærkt reaktive dele, som du kan tilføje dit eget genetiske program på plasmiderne.,”
cellefrie fremgangsmåder tillader, at bakterieindards doseres som forbindelser i en kemisk reaktion, hvilket gør testen forudsigelig, pålidelig og egnet til standardisering. Forskerne byggede to plasmider til at køre testen ” s processer.
“man har generne taget fra E. coli for et en .ym, der nedbryder et stort sukker til mindre sukkerarter. Den anden styrer, hvor meget af et regulatorgen der tændes som reaktion på niveauer af .ink,” sagde Styc .ynski.,
drejning af lilla
testen bruger et signalmolekyle, der delvis er et stort sukker og starter gult, men når plasmidet først fremstiller et en .ym, der spalter sukkeret, bliver molekylet lilla. Levelsink niveauer regulere hvor meget en .ym er lavet — mere meansink betyder mere en .ym og mere lilla. Hvis testen forbliver gul, ercink farligt lavt.
når testet i serum, dvs. blod, dens rige biologi clutters reaktionen, og i den virkelige verden, at rod adskiller sig fra person til person og ville skæve farveskemaer fra patient til patient.,
forskerne løste dette med et kemisk trick for at lave et kalibreringssystem, der flyder med den skævhed. Til den faktiske test regulerede theink, hvordan plasmiderne ændrer farven, men undersøgelsens første forfatter, Monica McNerney, vendte ting til kalibratoren.
for at gøre sine referencepunkter ma .ed hun ud levelsinkniveauer og varierede niveauerne af plasmider punkt for punkt, hvilket resulterede i en skala af farver.
testen og de plasmidvarierede kalibreringspunkter modtog begge det serum, der skulle testes, og rodet skiftede testen og kalibreringspunkterne på en identisk måde., Den ændrede farve af testen kunne nøjagtigt sammenlignes med farverne på kalibreringspunkterne for at konstatere levelsinkniveauer.
farverne er i det synlige område, ikke fluorescerende, så de kræver ingen enhed til at læse. Hastigheden af farveændring kunne afsløre mere detaljer om næringsstofniveauer, måske via en analyse af smartphone-video taget af testen.
Reference: mcnerneyderes guayin orlov, henholdsvis, M. P., Zhang, Y., Steppe, P., Silverman, A. D., Jewett, M. C., & Styczynski, M. P. (2019). Kvantificering af point-of-care biomarkør aktiveret ved prøvespecifik kalibrering., Videnskab fremskridt, 5 (9), EA .4473. https://doi.org/10.1126/sciadv.aax4473
denne artikel er blevet genudgivet af følgende materialer. Bemærk: materiale kan være redigeret for længde og indhold. For yderligere information, kontakt venligst den citerede kilde.