Language
Country/Area
No result found
Почему микроРНК (miRNA) может стать инструментом прогнозирования рака и сердечно-сосудистых заболеваний?
С постоянным развитием биомедицинских технологий микроРНК (миРНК) постепенно стала ключевым инструментом для диагностики и прогнозирования рака и сердечно-сосудистых заболеваний. Эти небольшие некодирующие РНК не только играют важную роль в регуляции генов, но также предоставляют важную информацию о различных физиологических и патологических процессах. Исследования показывают, что технология обнаружения микроРНК становится все более зрелой, особенно разработка новых биосенсоров, которые могут еще больше повысить чувствительность и специфичность обнаружения микроРНК, давая новую надежду на раннюю диагностику и мониторинг реакции пациентов на лечение.
Основные понятия о микроРНК
МикроРНК — это тип небольшой некодирующей РНК длиной от 18 до 25 пар оснований. Они могут регулировать экспрессию генов посттранскрипционно, широко встречаются у животных и растений и регулируют клеточные механизмы. МикроРНК не только тесно связаны с различными заболеваниями, такими как рак и сердечно-сосудистые заболевания, но также присутствуют в большом количестве в жидкостях организма, таких как слюна, моча и кровь, что делает процесс их обнаружения более неинвазивным и более комфортным для пациентов.
Прогресс в технологии обнаружения микроРНК
Еще в 1993 году биолог Виктор Амброс впервые выделил первую микроРНК (lin-4) из Caenorhabditis elegans. С тех пор одна за другой появлялись различные технологии обнаружения. Хотя традиционный нозерн-блоттинг обладает высокой специфичностью, он имеет низкую чувствительность и требует много времени. Для сравнения, полимеразная цепная реакция с обратной транскрипцией в реальном времени (ОТ-ПЦР) имеет более высокую чувствительность и специфичность, но ее сложность и высокая стоимость остаются проблемой.
За последние несколько лет технология обнаружения микроРНК постепенно вступила в эпоху высокой производительности, что открывает нам новый взгляд на раннюю диагностику и прогнозирование заболеваний.
Принцип биосенсора микроРНК
Биосенсоры микроРНК в основном состоят из трех основных компонентов, а именно биометрических компонентов, преобразователей и процессоров сигналов. Биометрические компоненты обнаруживают определенные микроРНК, а преобразователи преобразуют распознанные сигналы в измеримые данные. Впоследствии процессор сигналов усиливает и обрабатывает данные и, наконец, выводит результаты визуализации.
Специфичность и чувствительность микроРНК
Специфичность микроРНК связана со способностью биосенсора точно идентифицировать конкретную микроРНК в образцах, состоящих из нескольких компонентов. Поскольку последовательности генов между микроРНК могут отличаться только на один нуклеотид, создание высокоспецифичного биосенсора становится большой проблемой. Кроме того, чувствительность относится к способности обнаруживать низкие концентрации микроРНК в образце, что обычно включает в себя улучшенные компоненты распознавания и технологию усиления сигнала.
Преимущества электрохимических биосенсоров
Электрохимические биосенсоры имеют значительные преимущества в области обнаружения микроРНК. Они могут снизить производственные затраты за счет простых электронных устройств и имеют потенциал применения во многих областях, таких как экологические, клинические и пищевые испытания. Электрохимическое обнаружение основано на измерении изменений в характеристиках электродов, что делает возможным анализ биосенсоров в реальном времени.
Данные показывают, что биосенсоры, использующие современные материалы, такие как наночастицы золота, могут повысить чувствительность обнаружения до уровня пикомолей (пМ).
Разработка оптических и механических биосенсоров
Оптический биосенсор микроРНК использует оптические сигналы для преобразования результатов обнаружения и показал хорошую чувствительность и специфичность. Механические биосенсоры получают результаты обнаружения, связанные с микроРНК, с помощью таких технологий, как атомно-силовая микроскопия, которая особенно эффективна для обнаружения различных образцов рака.
Направление будущего развития
Будущая технология обнаружения микроРНК, вероятно, в дальнейшем объединит несколько технологий и превратится в платформу мультиплексного обнаружения для одновременного определения уровней экспрессии нескольких микроРНК, что глубоко изменит способ ранней диагностики и прогнозирования заболеваний. Кроме того, технология на основе CRISPR также демонстрирует большой потенциал, позволяя обнаруживать макеты без необходимости усиления, что значительно повышает эффективность обнаружения.
Какую роль с развитием науки и техники будут играть исследования микроРНК в ранней диагностике и лечении рака и сердечно-сосудистых заболеваний? Станет ли это горячей точкой в будущих исследованиях?
