به گزارش علم خوان، این پژوهشگران از طریق پروفایل‌بندی گسترده بیوانفورماتیک، «میکروRNA های (miRNA) کلیدی مرتبط با سرطان پستان را شناسایی کرد، سپس آنها را در یک مدار محاسباتی DNA که برای پردازش ورودی‌های مولکولی و تولید خروجی تشخیصی طراحی شده است، گنجاندند. اعتبارسنجی آزمایشگاهی نشان داد که این پردازنده می‌تواند سیگنال‌های مرتبط با سرطان را با اختصاصیت بالا تشخیص دهد.

دلیل اهمیت این بررسی

تشخیص‌های فعلی سرطان پستان به تصویربرداری، بیوپسی و سنجش‌های معمول نشانگرهای زیستی متکی هستند - که همگی دارای محدودیت‌هایی در حساسیت، اختصاصیت یا تهاجمی بودن هستند. این رویکرد محاسباتی DNA یک الگوی اساساً متفاوت ارائه می‌دهد: محاسبات در سطح مولکولی، منطق چند ورودی و خوانش‌های بالقوه سریع‌تر و دقیق‌تر. با رمزگذاری عملیات منطقی در رشته‌های  DNA، سیستم می‌تواند الگوهای پیچیده بیان miRNA را به جای نشانگرهای تکی ارزیابی کند.

یافته‌ها و عملکرد

- نشان داده شد که این پردازنده می‌تواند چندین ورودی miRNA را مدیریت کند، که نشان‌دهنده پیچیدگی شبکه‌های تنظیم ژن در سرطان است.

- در بررسی آزمایشگاهی (in vitro)، دستگاه خروجی‌های متمایزی مطابق با الگوهای مرتبط با سرطان تولید کرد.

این پژوهشگران تأکید می‌کنند که اگرچه این سیستم امیدوارکننده است، اما توسعه و اعتبارسنجی بیشتر در نمونه‌های بیولوژیکی (به عنوان مثال، سرم/پلاسما) و زمینه‌های بالینی مورد نیاز است.

پیامدهایی برای استفاده بالینی و مسیرهای آینده

اگر این فناوری به کاربرد بالینی تبدیل شود، می‌تواند:

• تشخیص زودهنگام یا دقیق‌تر سرطان پستان را از طریق «تراشه‌های منطقی» مولکولی فراهم کند.
• با تغییر miRNAهای هدف یا ورودی‌های مولکولی با سایر بیماری‌ها سازگار شود.
• به طور بالقوه با دستگاه‌های مراقبت در محل ادغام شود تا تشخیص سریع و کم تهاجمی ارائه دهد.

با این حال، چالش‌ها همچنان باقی هستند: پیچیدگی در دنیای واقعی، پایداری مدارهای DNA، مقرون به صرفه بودن و موانع نظارتی.

این پژوهشگران خواستار بررسی بیشتر در مورد پردازش نمونه، استحکام مدار و ادغام دستگاه هستند.

خلاصه کلام

این مطالعه به همگرایی هیجان‌انگیز زیست‌شناسی مولکولی و محاسبات DNA اشاره دارد: یک پردازنده مبتنی بر DNA که برای تفسیر الگوهای miRNA مرتبط با سرطان پستان مهندسی شده است. اگرچه این ابزار تشخیصی هنوز در مراحل اولیه است، اما چشم‌اندازی اجمالی از ابزارهای تشخیصی نسل بعدی ارائه می‌دهد - جایی که بیوشیمی و محاسبات برای ارائه بینش‌های دقیق‌تر و سریع‌تر ادغام می‌شوند.

منبع خبر: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956566325009546?via%3Dihub