Генный анализ у кровати пациента
Настольный прибор, недавно получивший одобрение Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA), со временем позволит поставить на поток фармакогеномное тестирование – анализ генетической информации пациента для выбора оптимальных методов лечения. Получивший название Verigene прибор создан специалистами недавно появившейся компании Nanosphere, базирующейся в Нортбруке (штат Иллинойс). Он позволяет в течение нескольких часов проанализировать геном клеток крови пациента и выявить генетические модификации, влияющие на эффективность определенных препаратов.
Реакция различных людей на лекарственные препараты может очень сильно отличаться из-за индивидуальных особенностей расщепляющих их ферментов. Фармакогеномное тестирование при подборе противоопухолевых препаратов уже нашло широкое применение в онкологической практике, но другие лекарственные средства, в том числе обезболивающие препараты, а также препараты для лечения ВИЧ и эпилепсии, эффективность которых сильно зависит от генетических особенностей организма, до сих пор выписываются практически наугад. Технология, позволяющая выявлять необходимые генетические вариации у пациентов, разработана уже несколько лет назад, однако она трудоемка и дорогостояща. Для ее проведения врач должен выслать образец слюны или крови пациента в сертифицированную лабораторию, где из него выделят ДНК, амплифицируют ее с помощью полимеразной цепной реакции и проанализируют. Весь процесс может занять от нескольких дней до нескольких недель, что в некоторых случаях абсолютно недопустимо.
Наглядным примером является антикоагулянт варфарин (warfarin), часто выписываемый для профилактики тромбообразования. Метаболизм этого препарата у разных людей протекает по-разному, поэтому врачи должны внимательно следить, не страдают ли их пациенты от кровотечений. В 2007 году FDA внесло в маркировку препарата пометку о том, что существуют два специфичных генетических варианта, влияющих на метаболизм препарата, однако, по описанным выше причинам, фармакогеномное тестирование перед назначением варфарина пока не нашло широкого применения.
Разрабатываемый компанией Nanosphere тест позволит проводить этот анализ в течение 1-2 часов. Для этого образец крови пациента необходимо будет ввести в одноразовый картридж, внутри которого ДНК изолируется из лейкоцитов крови и фиксируется на стеклянной пластинке внутри картриджа. Пластиковый корпус картриджа содержит систему микрожидкостных камер с реагентами. При введении картриджа в прибор в различных камерах с помощью механических клапанов и давления воздуха происходит смешивание реагентов, что запускает необходимые химические реакции.
На рисунках – комплект оборудования Verigene и картридж. Видимые на изображении круглые камеры заполнены реагентами, обеспечивающими протекание различных химических реакций в ходе анализа.
Сначала с помощью магнитных шариков из крови выделяются лейкоциты, которые разрушаются под действием ультразвука, высвобождая фрагменты ДНК. Все лишние фрагменты клеток вымываются, а оставшаяся в результате взвесь фрагментов ДНК прогоняется по поверхности стеклянной пластинки. При этом целевые фрагменты ДНК взаимодействуют с прикрепленными к поверхности стекла последовательностями нуклеотидов, комплементарными генам изучаемых ферментов. После этого к свободным концам прикрепившихся фрагментов ДНК присоединяются золотые наночастицы диаметром 13 нанометров. Каждая наночастица покрыта слоем серебра, что увеличивает диаметр до половины микрона и обеспечивает легкость регистрации отражаемого частицами света.
Специалисты компании также работают над фармакогеномными тестами для определения целесообразности применения Плавикса (Plavix) – препарата, препятствующего свертыванию крови, который назначают пациентам с имплантированными сердечными стентами. В организме этот препарат превращается в активную форму под действием фермента, который, согласно результатам недавно проведенного исследования, у 30% европеоидов представлен малоактивной формой. В настоящее время в США выявление таких пациентов также возможно только путем отправки образца в централизованную лабораторию, и врачи очень заинтересованы в ускорении процесса получения результатов.
Кроме представленного компанией Nanosphere прибора Verigene в настоящее время на стадии разработки находятся еще несколько микрожидкостных устройств для генетического тестирования «у кровати пациента». Verigene, получивший в октябре этого года одобрение FDA, может быть оснащен различными модулями, разработанными для различных типов тестирования, в том числе модулями для диагностики генетических патологий, фармакогеномного тестирования, идентификации вирусных геномов и маркеров различных заболеваний. В зависимости от комплектации стоимость прибора варьирует от 40 000 до 80 000 долларов США.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам TechnologyReview: Gene-Testing Machine for Doctors.
08.12.2009