Un nouveau Test détecte une carence en Zinc potentiellement mortelle
Dans un village isolé, un travailleur humanitaire pique le bout du doigt d’un enfant malade et, comme la plupart des échantillons de sang des autres enfants, celui-ci devient jaune. C’est ainsi qu’un test expérimental de malnutrition réalisé avec des entrailles bactériennes pourrait fonctionner un jour sur le terrain pour exposer des carences généralisées en zinc qui tuent des milliers de personnes chaque année.
ces entrailles comprennent des plasmides, qui sont des boucles d’ADN., Ce ne sont pas les mêmes brins D’ADN derrière la reproduction et la construction cellulaire, mais fonctionnent plutôt comme des nano-organes avec des programmes génétiques qui guident normalement les processus cellulaires bactériens. Dans une étude menée par le Georgia Institute of Technology, les chercheurs ont conçu leurs propres plasmides pour diriger d’autres parties extraites de bactéries afin de faire fonctionner le test sanguin.
La nouvelle technologie a montré un potentiel élevé comme base pour un test de malnutrition facile et peu coûteux qui pourrait être élargi pour inclure de nombreux nutriments vitaux et d’autres indicateurs de santé.,
Le nouveau test expérimental est lyophilisé à une poudre qui est maintenue à des températures quotidiennes, pourrait être lu sur le terrain, et peut être adapté pour une analyse précise avec une application smartphone applicable. Il pourrait surmonter les difficultés cliniques et logistiques d’autres tests, y compris le transport réfrigéré vers le terrain ou vers un laboratoire, ainsi que le temps perdu.
Le test détecte non seulement le zinc, mais quantifie également ses niveaux cliniquement pertinents, ce qui est nécessaire pour détecter la malnutrition et est l’une des principales innovations du nouveau test., Les organismes d’aide pourraient utiliser une version sur le terrain du test pour obtenir des informations immédiates afin d’influencer rapidement les décisions politiques sur les interventions nutritionnelles.
faim cachée
deux milliards de personnes dans le monde souffrent de carences en micronutriments, qui font des millions de victimes chaque année, selon les Centers for Disease Control and Prevention. La carence en Zinc à elle seule a été responsable de plus de 450 000 décès en 2009, selon une étude publiée dans le European Journal of Clinical Nutrition.
mais repérer la malnutrition est difficile.,
« Dans le monde en développement aujourd’hui, beaucoup de gens peuvent obtenir suffisamment de calories, mais manquer de beaucoup de nutriments. Vous pouvez regarder quelqu »un et dire s »ils reçoivent suffisamment de calories, mais pas s” ils reçoivent des quantités suffisantes de nutriments importants pour le développement, » a déclaré Mark Styczynski, qui a dirigé l « étude et est professeur agrégé à l » école de Génie Chimique et biomoléculaire de Georgia Tech.
» l’impact est le plus important sur les mères enceintes et les enfants de moins de 5 ans, c’est-à-dire lorsqu’ils ont la mortalité la plus élevée”, a-t-il déclaré.,
L’équipe de recherche, qui comprenait des collaborateurs de L’Université Northwestern, a publié son étude dans la revue Science Advances. La recherche a été financée par les National Institutes of Health, la National Science Foundation, Le Air Force Research Laboratory, La Defense Advanced Research Projects Agency, la Fondation David et Lucille Packard et le programme Camille Dreyfus Teacher-Scholar.
Small is huge
L’ingénierie avec des entrailles bactériennes a au moins 25 ans, la recherche s’accélérant au cours de la dernière décennie., Mais ce nouveau test signale de petites molécules, comme le zinc ou l’iode, une autre grande innovation.
la quantification des ions zinc dans cette étude particulière a été la preuve de concept pour les plans de mesure de nombreuses petites molécules pertinentes pour les essais sur le terrain. Les chercheurs pourraient rapidement étendre le test pour évaluer les niveaux des six nutriments essentiels à petites molécules, les micronutriments, qui sont très pertinents pour le travail de terrain nutritionnel.
» Nous pourrions être en mesure de faire raisonnablement rapidement de nouveaux tests pour le fer, le B12, le folate, l’iode et la vitamine A”, a déclaré Styczynski., « Nous pourrions également quantifier des molécules plus grosses comme L’ADN et les protéines pour aider à comprendre à quel point une épidémie virale est grave. »
» détecter la présence ou l’absence de quelque chose comme Ebola ou la grossesse est important. Mais être capable de dire combien de quelque chose que vous avez, comme un nutriment ou un virus, sans avoir à transporter de l’équipement sur le terrain pour le faire a fait défaut. La capacité de le faire pourrait ouvrir beaucoup de portes dans le diagnostic et le traitement”, a déclaré Styczynski.
éventrer les bactéries
la facilité d’utilisation des bancs d’essai expérimentaux en zinc contraste fortement avec les travaux nécessaires à son ingénierie., Les chercheurs ont commencé à utiliser des bactéries vivantes qui ont changé de couleur en réaction au zinc, mais cette approche a frappé les accrocs.
» Le test a pris trop de temps et le volume de sang et de bactéries dont nous aurions besoin n’était pas clair”, a déclaré Styczynski. « Alors, nous sommes allés sans cellule. Vous prenez les bactéries et enlevez l’extérieur et le génome the L’ADN principal.et vous vous retrouvez avec ce riche mélange de parties fortement réactives, auxquelles vous pouvez ajouter votre propre programme génétique sur les plasmides., »
Les approches sans cellules permettent de doser les entrailles bactériennes comme des composés dans une réaction chimique, rendant le test prévisible, fiable et adapté à la normalisation. Les chercheurs ont construit deux plasmides pour conduire les processus du test.
» On a les gènes prélevés sur E. coli pour une enzyme qui décompose un gros sucre en sucres plus petits. L’autre contrôle la quantité d’un gène régulateur est activé en réponse aux niveaux de zinc”, a déclaré Styczynski.,
devenir violet
Le test utilise une molécule de signal qui est en partie un gros sucre et commence jaune, mais une fois que le plasmide fait une enzyme qui clive le sucre, la molécule devient violette. Les niveaux de Zinc régulent la quantité d’enzyme produite — plus de zinc signifie plus d’enzyme et plus de violet. Si le test reste jaune, le zinc est dangereusement bas.
lorsqu’il est testé dans le sérum, c’est-à-dire le sang, sa riche biologie encombre la réaction, et dans le monde réel, ce fouillis diffère d’une personne à l’autre et biaiserait les schémas de couleurs d’un patient à l’autre.,
Les chercheurs ont résolu cela avec une astuce chimique pour faire un système d’étalonnage qui coule avec ce biais. Pour le test réel, le zinc régule la façon dont les plasmides modifient la couleur, mais le premier auteur de l’étude, Monica McNerney, a renversé les choses pour le calibrateur.
Pour faire ses points de référence, elle a maximisé les niveaux de zinc et varié les niveaux de plasmides point par point, aboutissant à une échelle de couleurs.
Le test et les points d’étalonnage variés en plasmides ont tous deux reçu le sérum à tester, et l’encombrement a déplacé le test et les points d’étalonnage de manière identique., La couleur changée de l’essai a pu être exactement comparée aux couleurs des points d’étalonnage pour déterminer des niveaux de zinc.
Les couleurs sont dans la gamme visible, pas fluorescent, donc ils ne nécessitent aucun dispositif pour lire. La vitesse de changement de couleur pourrait révéler plus de détails sur les niveaux de nutriments, peut-être via une analyse de la vidéo smartphone prise du test.
référence: McNerney, M. P., Zhang, Y., Steppe, P., Silverman, A. D., Jewett, M. C., & Styczynski, M. P. (2019). Quantification des biomarqueurs au point de service grâce à un étalonnage spécifique à l’échantillon., Avancées de la Science, 5(9), eaax4473. https://doi.org/10.1126/sciadv.aax4473
Cet article a été republié à partir des documents suivants. Remarque: le matériel peut avoir été modifié pour la longueur et le contenu. Pour de plus amples renseignements, veuillez communiquer avec la source citée.