התקן חדש למיצוי מידי של דנ”א אנושי

התקן חדש מאפשר לנתח את הדנ”א של האדם ולקבוע את רצף מרכיביו תוך 2 דקות בלבד, וזאת פשוט בעזרת נטילת דגימת רוק.

מהנדסים מאוניברסיטת וושינגטון, בשיתוף פעולה עם חברה פרטית, אף היא מוושינגטון, NanoFacture, פיתחו התקן המסוגל למצות דנ”א אנושי מדגימות נוזל בצורה פשוטה, יעילה וידידותית יותר לסביבה מאשר בשיטות קיימות. ההתקן החדש יספק לבתי חולים ולמעבדות מחקר שיטה קלה יותר להפרדת דנ”א מדגימות נוזל מהאדם, ובכך יסייע בהרצפת הגנום (קביעת מרכיביהם המדויקים של הגנים), באבחון מחלות ובבדיקות מז”פ.

“מיצוי דנ”א הוא משימה מורכבת מאוד”, מסביר Jae-Hyun Chung, פרופסור להנדסה מכאנית מאוניברסיטת וושינגטון, אשר היה אחראי למחקר זה. “כאשר אנו חושבים על השיטות הקיימות ניתן לדמות זאת לאיסוף שיערות בעזרת מנוף לבנייה”. מטרתה של הטכנולוגיה החדשה היא להתגבר על מגבלות מעין אלו. ההתקן, המיוצר בתור ערכה קטנה בצורת קופסא, מוכן להפצה לבתי חולים, למרפאות ולמעבדות. הפרדת דנ”א מתוך נוזלי גוף מהווה תהליך מסורבל שהפך לצוואר הבקבוק במחקריהם של מדענים בתחומים של הרצפת גנים, במיוחד עבור מניעת מחלות והטיפול בהן. השוק למיצוי דנ”א לבדו מגיע למחזור של 3 מיליארדי דולרים בשנה. שיטות קימות עושות שימוש בסרכזת (צנטריפוגה) לשם סחרור והפרדת מולקולות דנ”א, או סינונן מתוך דגימה נוזלית בעזרת מיקרו-מסנן, אולם שיטות אלו נמשכות כחצי שעה ומחייבות שימוש בכימיקלים רעילים מאוד.

המהנדסים מאוניברסיטת וושינגטון פיתחו גלאים מיקרוסקופיים שאותם טובלים בתוך דגימה נוזלית – רוק, ליחה או דם – תוך הפעלת שדה חשמלי בתוככי הנוזל. שדה זה גורם לחלקיקים להתרכז מסביב לפני השטח של הגלאי הזעיר. חלקיקים גדולים פוגעים בראש הגלאי ומוסטים הרחק ממנו, אולם מולקולות בגודל של מולקולות הדנ”א נדבקות לגלאי ונלכדות על גביי פני השטח שלו. בעזרת טכנולוגיה זו ניתן להפריד ולטהר את הדנ”א בתוך שלוש דקות. “תהליך פשוט זה מיתר את כל השלבים האחרים הנדרשים בשיטות הרגילות”, מסביר החוקר הראשי. ההתקן הידני יכול לטהר ארבע דגימות נוזלים נפרדות בה בעת, ויחד עם זאת ניתן להתאים את הטכנולוגיה כך שתספק אפשרות לבדיקת 96 דגימות בו זמנית, כאשר זו הכמות השכיחה ביותר במעבדות המבצעות בדיקות יומיומיות.
הגלאים הזעירים, המכונים מיקרו-חוד וננו-חוד (microtips, nanotips), פותחו ונבנו באוניברסיטת וושינגטון במתקן למיקרו-ייצור המסוגל להפיק עד למיליון חודים בשנה, קצב שהינו המפתח להוכחה כי ייצור המוני הוא בגדר אפשרות, מסביר החוקר הראשי.

החוקרים תכננו באמצעות אותה השיטה גם התקן בגודל של עיפרון שאותו ניתן יהיה לשלוח הביתה עם המטופלים או לספק אותו לחיילים המשרתים מחוץ לגבולות המדינה. החולים יוכלו ליטול בעצמם דגימת רוק מחלל הפה שלהם, לטהר את הדנ”א בו ברגע ולשלוח את התוצאות לבתי החולים והמעבדות לשם קבלת תוצאות מדויקות. שיטה זו תוכל להיות שימושית במיוחד במאמץ הקיים לקביעת רצף הגנים של כל אדם ואדם, מאמץ שיביא לשיפור במניעת מחלות והטיפול בהן, מציין החוקר הראשי. השוק להתקן מסוג זה עדיין אינו מפותח, אולם קבוצת המחקר טוענת כי היא תהיה מוכנה ומזומנה כאשר השוק יגיע לביקוש הנדרש. בינתיים, ההתקן הגדול יותר (זה שאינו בגודל עיפרון) מוכן למסחור והמפתחים שלו החלו כבר לשתף פעולה עם הספקים השונים בתחום זה.

הידיעה על המחקר