کامپیوتر DNA ممکن است به تشخیص دقیق‌تر سرطان پستان یاری برساند

به گزارش علم‌خوان، این سیستم مانند یک کامپیوتر مولکولی عمل می‌کند، چندین نشانگر زیستی مرتبط با سرطان را همزمان تجزیه و تحلیل می‌کند و یک نتیجه تشخیصی ساده ارائه می‌دهد.

 

میکرو RNA چیست؟

 

میکرو RNAها قطعات بسیار کوچکی از RNA هستند که به تنظیم نحوه عملکرد ژن‌ها در داخل سلول‌ها کمک می‌کنند. برخی از میکروRNAها به طور غیرمعمول در سرطان فعال می‌شوند، در حالی که برخی دیگر فعالیت کمتری دارند. به دلیل این تغییرات، دانشمندان در حال بررسی این موضوع هستند که آیا میکروRNAها می‌توانند به عنوان نشانگرهای بیولوژیکی برای تشخیص زودهنگام و دقیق‌تر سرطان عمل کنند یا خیر.

 

کامپیوتر DNA چگونه کار می‌کند؟

 

این تیم تحقیقاتی داده‌های ژنتیکی بیش از 1100 نمونه سرطان پستان و 104 نمونه غیر سرطانی از اطلس ژنوم سرطان را تجزیه و تحلیل کردند. با استفاده از روش‌های بیوانفورماتیک، میکرو RNAهای مهمی را که در سرطان پستان افزایش یا کاهش می‌یابند، شناسایی کردند.

 

سپس آنها یک پردازنده مبتنی بر DNA طراحی کردند که تا حدودی مانند یک مدار منطقی در یک کامپیوتر الکترونیکی عمل می‌کند. این سیستم به جای استفاده از سیگنال‌های الکتریکی، از واکنش‌های جابجایی رشته DNA برای خواندن الگوهای میکروRNAها استفاده می‌کند. این سیستم هر دو مورد زیر را ارزیابی می‌کند:

 

• میکرو RNAهای محرک سرطان که در تومورها افزایش می‌یابند.

 

• میکرو RNAهای سرکوب‌کننده تومور که در تومورها کاهش می‌یابند.

 

پردازنده این سیگنال‌های مولکولی را ترکیب می‌کند و یک خروجی دودویی تولید می‌کند که نشان می‌دهد آیا الگو با سرطان پستان سازگار است یا خیر.

 

چرا این شیوه با رویکردهای قبلی متفاوت است؟

 

بسیاری از سیستم‌های تشخیص میکرو RNA قبلی فقط بر روی یک یا چند نشانگر زیستی متمرکز بودند، یا فرض می‌کردند که برخی از میکروRNAهای سرکوب‌کننده تومور به طور کامل در سلول‌های سرطانی ناپدید می‌شوند. به گفته پژوهشگران، این فرضیات همیشه منعکس‌کننده شرایط بیولوژیکی واقعی نیستند.

 

این سیستم جدید به گونه‌ای طراحی شده است که آستانه‌های بیان مختلف را در نظر بگیرد و همزمان میکرو RNAهای افزایش یافته و کاهش یافته را ارزیابی کند، که به طور بالقوه تصویر واقع‌بینانه‌تری از آنچه در داخل سلول‌های سرطانی اتفاق می‌افتد، ارائه می‌دهد.

 

یافته‌های این مطالعه چه بود؟

 

شبیه‌سازی‌های کامپیوتری نشان داد که پردازنده DNA عملکرد قوی‌ای داشته است، با:

 

• ارزش پیش‌بینی مثبت (PPV) 0.91، به این معنی که اکثر نتایج مثبت به درستی سرطان را نشان دادند.

 

• ارزش پیش‌بینی منفی (NPV) 0.98، به این معنی که نتایج منفی بسیار قابل اعتماد بودند.

 

 

پژوهشگران همچنین بررسی‌های آزمایشگاهی شامل دو میکرو RNA مرتبط با سرطان پستان ، miR-200a و miR-141 را انجام دادند. این آزمایش‌ها از امکان‌پذیری طراحی پشتیبانی کردند و نشان دادند که مدارهای منطقی DNA می‌توانند مطابق انتظار عمل کنند.

 

مزایای بالقوه

 

دانشمندان می‌گویند که این پلتفرم چندین مزیت بالقوه ارائه می‌دهد:

 

• به آنزیم‌ها نیاز ندارد که می‌تواند آزمایش را ساده کند.

 

• ممکن است نسبتاً ارزان و مقیاس‌پذیر باشد.

 

• می‌تواند چندین نشانگر زیستی را به طور همزمان تجزیه و تحلیل کند.

 

•  می‌تواند به طور بالقوه دقت تشخیص مولکولی سرطان را بهبود بخشد.

 

 

محدودیت‌های مهم

 

این فناوری هنوز در مراحل اولیه است. بیشتر داده‌های عملکرد آن از شبیه‌سازی‌ها و اعتبارسنجی آزمایشگاهی به جای کارآزمایی‌های بالینی بزرگ حاصل شده‌اند.

تحقیقات بیشتری برای تعیین اینکه این سیستم در آزمایش‌های واقعی بیمار چقدر خوب عمل می‌کند و آیا می‌توان آن را در عمل بالینی ادغام کرد، مورد نیاز است.

 

 

خلاصه کلام

 

این مطالعه یک کامپیوتر مولکولی جدید مبتنی بر DNA را نشان می‌دهد که می‌تواند الگوهای میکروRNA های مرتبط با سرطان را تجزیه و تحلیل کند و سیگنال‌های سرطان پستان را با دقت امیدوارکننده‌ای تشخیص دهد.

 اگرچه این شیوه هنوز در مرحله آزمایشی است، اما این رویکرد به آینده‌ای اشاره دارد که در آن مدارهای DNA قابل‌برنامه‌ریزی می‌توانند به پزشکان در تشخیص سرطان با استفاده از مشخصات نشانگر زیستی پیچیده به جای تکیه بر یک نتیجه آزمایش واحد، کمک کنند.

 

 

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