Language
Country/Area
No result found
Làm thế nào để nhanh chóng phát hiện những căn bệnh hiểm nghèo trong cơ thể chỉ qua nước bọt hoặc máu?
Với sự tiến bộ của công nghệ, lĩnh vực y tế tiếp tục phát triển trong việc chẩn đoán sớm bệnh tật. Công nghệ cảm biến sinh học microRNA (miRNA) mới đang trở thành một công cụ quan trọng để phát hiện những căn bệnh chết người. Những cảm biến sinh học này cung cấp một phương pháp mới để phát hiện sớm các bệnh như ung thư và bệnh tim mạch bằng cách phát hiện sự hiện diện và nồng độ của miRNA trong cơ thể. So với các phương pháp phát hiện truyền thống, cảm biến sinh học miRNA có thời gian đọc ngắn hơn, độ nhạy và độ đặc hiệu được cải thiện cũng như chi phí sản xuất thấp hơn.
Không thể đánh giá thấp vai trò của microRNA trong việc điều chỉnh các quá trình tế bào và nghiên cứu đã chỉ ra rằng chúng rất quan trọng trong việc phát triển bệnh.
Vai trò và sự cần thiết của miRNA
MicroRNA (miRNA) là một RNA nhỏ không mã hóa bao gồm 18 đến 25 nucleotide. Nó tham gia vào quá trình điều hòa sau phiên mã của gen và hiện diện nhiều trong các chất dịch sinh học như nước bọt, nước tiểu và máu. miRNA có liên quan nhiều đến các bệnh khác nhau (chẳng hạn như ung thư và bệnh tim mạch), có vai trò thúc đẩy hoặc ức chế khối u và được coi là dấu ấn sinh học đầy hứa hẹn để chẩn đoán và tiên lượng bệnh.
Việc đo lường các phân tử nhỏ này không chỉ giúp phát hiện sớm mà còn giúp bác sĩ xây dựng kế hoạch điều trị cá nhân hóa.
Lịch sử công nghệ phát hiện miRNA
Việc khám phá miRNA bắt đầu vào năm 1993, khi Victor Ambros phát hiện ra miRNA (lin-4) đầu tiên ở loài giun Caenorhabditis elegans. Sau đó, mặc dù các phương pháp làm mờ phương Bắc và RT-PCR truyền thống có độ nhạy cao nhưng chúng có những hạn chế về độ chính xác phát hiện và quy trình vận hành. Ngày nay, các công nghệ thông lượng cao như microarrays và giải trình tự thế hệ tiếp theo (NGS) đã xuất hiện, mang lại độ nhạy và độ đặc hiệu cao hơn cũng như khả năng phát hiện nhiều miRNA cùng một lúc.
Nguyên lý cảm biến sinh học miRNA
Các thành phần cơ bản của cảm biến sinh học miRNA bao gồm các phần tử nhận dạng sinh học, bộ chuyển đổi và bộ xử lý tín hiệu. Trong số đó, yếu tố nhận dạng sinh học tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát hiện miRNA cụ thể, trong khi bộ chuyển đổi chuyển đổi những thay đổi được nhận dạng thành tín hiệu có thể đo lường được. Bộ xử lý tín hiệu tiếp tục khuếch đại và xử lý các tín hiệu này và chuyển đổi chúng thành kết quả số.
Độ đặc hiệu và độ nhạy phát hiện là những yếu tố then chốt tạo nên sự thành công của cảm biến sinh học miRNA, tuy nhiên, việc thiết kế cảm biến hiệu quả vẫn là một thách thức.
Các loại cảm biến sinh học miRNA
Cảm biến sinh học điện hóa
Cảm biến sinh học điện hóa phát hiện miRNA bằng cách đo sự thay đổi tín hiệu trong đặc tính điện cực hoặc hợp chất điện động. Những cảm biến này phù hợp cho nhiều ứng dụng như phân tích môi trường, lâm sàng và thực phẩm. Chúng mang lại lợi ích về chi phí thấp, dễ vận hành và cho phép phân tích theo thời gian thực.
Cảm biến sinh học quang học
Khác với các phương pháp điện hóa, cảm biến sinh học quang học dựa vào sự kết hợp giữa đầu dò axit nucleic được đánh dấu và các phân tử báo cáo hoạt động quang học để truyền tín hiệu, khiến chúng vượt trội hơn trong việc đo các mẫu nhỏ.
Cảm biến sinh học cơ điện
Loại cảm biến này tích hợp điện và cơ học, đồng thời đo lường sự thay đổi về khối lượng hoặc áp suất dựa trên phản ứng lai của miRNA. Chúng có độ nhạy cao nhưng có thể khó đo hơn trong các mẫu đa phân tử.
Trường ứng dụng
Cảm biến sinh học miRNA có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong chẩn đoán và tiên lượng bệnh. Do miRNA thể hiện tính đặc hiệu trong quá trình phát triển bệnh nên chúng đã trở thành dấu ấn sinh học quan trọng để chẩn đoán sớm, theo dõi bệnh và đánh giá hiệu quả điều trị.
Không chỉ ung thư, các bệnh tim mạch, bệnh tự miễn cũng bị ảnh hưởng bởi chúng. Bằng cách phân tích miRNA trong mẫu nước bọt hoặc máu, bác sĩ có thể dễ dàng theo dõi tình trạng bệnh hơn và điều chỉnh kế hoạch điều trị kịp thời.
Đối với y học cá nhân hóa, việc phát hiện miRNA có thể mang lại sự hiểu biết sâu sắc về nguy cơ mắc bệnh và phản ứng điều trị của từng bệnh nhân, điều này một lần nữa cho thấy tầm quan trọng của việc phát hiện miRNA.
Trong bối cảnh công nghệ cảm biến sinh học ngày càng phát triển, chúng ta không thể không nghĩ đến những khả năng và thách thức mới mà sự phát triển công nghệ như vậy sẽ mang lại cho việc quản lý sức khỏe của chúng ta?
