Un nou Test detectează deficiența de Zinc care pune viața în pericol
într-un sat îndepărtat, un lucrător de ajutor înțepă vârful degetului unui copil bolnav și, la fel ca majoritatea probelor de sânge ale celorlalți copii, acesta transformă o bandă de testare galbenă. Așa se face că un test experimental de malnutriție făcut cu măruntaie bacteriene ar putea funcționa într-o zi pe teren pentru a expune deficiențe de zinc răspândite care ucid mii în fiecare an.
aceste măruntaie includ plasmide, care sunt bucle de ADN., Nu sunt aceleași fire de ADN din spatele reproducerii și construcției celulare, ci funcționează în schimb ca nano-organe cu programe genetice care ghidează în mod normal procesele celulare bacteriene. Într-un studiu condus de Institutul de Tehnologie din Georgia, cercetătorii și-au proiectat propriile plasmide pentru a direcționa alte părți extrase din bacterii pentru a face testul de sânge să funcționeze.
noua tehnologie a arătat un potențial ridicat ca bază pentru un test ieftin și ușor de malnutriție, care ar putea fi extins pentru a include mulți nutrienți vitali și alți indicatori de sănătate.,
noul test experimental este liofilizat la o pulbere care este păstrată la temperaturi de zi cu zi, poate fi citită pe teren și poate fi potrivită pentru o analiză precisă cu o aplicație smartphone aplicabilă. Ar putea depăși problemele clinice și logistice ale altor teste, inclusiv transportul frigorific la câmp sau înapoi la un laborator, precum și timpul pierdut.
testul nu numai că detectează zincul, ci și cuantifică nivelurile relevante din punct de vedere clinic, care este necesar pentru a detecta malnutriția și este una dintre principalele inovații ale noului test., Agențiile de ajutor ar putea utiliza o versiune de teren a testului pentru a obține informații imediate pentru a influența rapid deciziile de politică asupra intervențiilor nutriționale.foamea ascunsă două miliarde de oameni din întreaga lume suferă de deficiențe de micronutrienți, care pretind milioane de vieți în fiecare an, potrivit Centrelor pentru Controlul și Prevenirea Bolilor. Deficitul de Zinc singur a fost acuzat pentru mai mult de 450.000 de decese în 2009, potrivit unui studiu publicat în Jurnalul European de Nutriție Clinică.
dar depistarea malnutriției este dificilă.,
” în lumea în curs de dezvoltare de astăzi, mulți oameni pot obține suficiente calorii, dar pierd o mulțime de nutrienți. Poți să te uiți la cineva și să spună dacă au”re obtinerea suficient de calorii, dar nu și dacă au”re obține cantități suficiente de dezvoltare substante nutritive importante,” a declarat Mark Styczynski, care a condus studiul și este profesor asociat în Georgia Tech Scoala de Inginerie Chimica si Biomolecular.
„impactul este cel mai mare asupra mamelor însărcinate și a copiilor sub vârsta de 5 ani, care este atunci când au cea mai mare mortalitate”, a spus el.,
echipa de cercetare, care a inclus colaboratori de la Universitatea Northwestern, și-a publicat studiul în revista Science Advances. Cercetarea a fost finanțată de National Institutes of Health, National Science Foundation, Air Force Research Laboratory, Defense Advanced Research Projects Agency, David și Lucille Packard Foundation și Camille Dreyfus Teacher-Scholar Program.
mic este imens
Ingineria cu măruntaie bacteriene are cel puțin 25 de ani, cercetarea accelerând în ultimul deceniu., Dar acest nou test semnalează molecule mici, cum ar fi zincul sau iodul, o altă mare inovație.
cuantificarea ionilor de zinc în acest studiu special a fost dovada conceptului pentru planurile de măsurare a multor molecule mici relevante pentru testele pe teren. Cercetătorii ar putea extinde rapid testul pentru a evalua nivelurile celor șase substanțe nutritive vitale cu molecule mici, micronutrienți, care sunt foarte relevante pentru munca de teren nutrițională.
„este posibil să putem face în mod rezonabil rapid noi teste pentru fier, B12, folat, iod și vitamina A”, a spus Styczynski., „De asemenea, am putea cuantifica molecule mai mari, cum ar fi ADN-ul și proteinele, pentru a ne ajuta să ne dăm seama cât de rău este un focar viral.”
” detectarea prezenței sau absenței a ceva de genul Ebola sau a sarcinii este importantă. Dar a fi capabil să spui cât de mult din ceva ai, cum ar fi un nutrient sau un virus, fără a fi nevoie să transportați echipamente prin câmp pentru a face acest lucru a lipsit. Abilitatea de a face acest lucru ar putea deschide o mulțime de uși în diagnosticare și tratament”, a spus Styczynski.
Spintecarea bacteriilor
ușurința utilizării testului experimental de zinc este în contrast puternic cu munca necesară pentru a-l proiecta., Cercetătorii au început să folosească bacterii vii care au schimbat culorile ca reacție la zinc, dar această abordare a lovit blocaje.
„Testul a durat prea mult, iar volumul de sânge și bacterii de care am avea nevoie nu a fost clar”, a spus Styczynski. „Deci, am plecat fără celule. Iei bacteriile și îndepărtezi exteriorul și genomul — ADN-ul principal — și rămâi cu acest amestec bogat de părți puternic reactive, la care poți adăuga propriul program genetic pe plasmide.,”abordările fără celule permit ca măruntaiele bacteriene să fie dozate ca compuși într-o reacție chimică, făcând testul previzibil, fiabil și potrivit pentru standardizare. Cercetătorii au construit două plasmide pentru a conduce procesele testului.
” unul are genele luate din E. coli pentru o enzimă care descompune un zahăr mare în zaharuri mai mici. Celălalt controlează cât de mult dintr-o genă de reglementare este activată ca răspuns la nivelurile de zinc”, a spus Styczynski.,testul folosește o moleculă de semnal care este parțial un zahăr mare și începe galben,dar odată ce plasmida face o enzimă care scindează zahărul, molecula devine purpurie. Nivelurile de Zinc reglementa cât de mult enzima se face-mai mult zinc înseamnă mai multe enzime și mai Violet. Dacă testul rămâne galben, zincul este periculos de scăzut.
când este testat în ser, adică sânge, biologia sa bogată aglomerează reacția, iar în lumea reală, acea dezordine diferă de la persoană la persoană și ar înclina schemele de culori de la pacient la pacient.,
cercetătorii au rezolvat acest lucru cu un truc chimic pentru a face un sistem de calibrare care curge cu acea înclinare. Pentru testul real, zincul a reglementat modul în care plasmidele modifică culoarea, dar primul autor al studiului, Monica McNerney, a răsturnat lucrurile pentru calibrator.
pentru a-și face punctele de referință, ea a maximizat nivelurile de zinc și a variat nivelurile de plasmide punct cu punct, rezultând o scară de culori.
Testul și punctele de calibrare variate de plasmidă au primit serul de testat, iar dezordinea a deplasat testul și punctele de calibrare într-o manieră identică., Culoarea schimbată a testului ar putea fi comparată cu exactitate cu culorile punctelor de calibrare pentru a stabili nivelurile de zinc.
culorile sunt în intervalul vizibil, nu fluorescente, astfel încât acestea necesită nici un dispozitiv pentru a citi. Viteza schimbării culorii ar putea dezvălui mai multe detalii despre nivelurile de nutrienți, poate printr-o analiză a videoclipului smartphone realizat din test.
referință: McNerney, mp, Zhang, Y., Steppe, P., Silverman, Ad, Jewett, Mc, & Styczynski, mp (2019). Punct de îngrijire biomarker cuantificare activat prin calibrare specifică eșantionului., Science Advances, 5(9), eaax4473. https://doi.org/10.1126/sciadv.aax4473
acest articol a fost republicat din următoarele materiale. Notă: este posibil ca materialul să fi fost editat pentru lungime și conținut. Pentru informații suplimentare, vă rugăm să contactați sursa citată.