Сверхчувствительный датчик обнаруживает синдром Дауна в утробе матери

Согласно результатам проведенного исследования, новый датчик биологических показателей в будущем сможет использоваться для выявления ДНК плода с синдромом Дауна в крови беременных женщин.

Высокочувствительные ДНК-биосенсоры, разработанные исследователями Пекинского университета (Пекин, Китай), Национальным научно-исследовательским институтом планирования семьи Китая (Пекин) и Китайской академией наук (Шеньян, Китай), основываются на полевых транзисторах,
которые изготавливаются с использованием покрытия монослоем дисульфида молибдена (MoS2), синтезированного химическим осаждением из паровой фазы. Наночастицы золота, функционализированные дисульфидом молибдена, имеют оптимальный размер и идеальную плотность, что позволяет ДНК-биосенсору исследовать специфические мишени, иммобилизованные на наночастицах.

Результаты исследования показали, что биосенсоры, изготовленные на основе полевых транзисторов, смогли надежно выявить целевые фрагменты ДНК (хромосома 21 или 13) с пределом обнаружения ниже 100 aM, высоким быстродействием до 240% и высокой специфичностью, которые удовлетворяют требованиям, предъявляемым к процедуре скрининга на синдром Дауна. Кроме того, был выполнен in vitro тест в режиме реального времени, чтобы показать, что биосенсор четко реагирует на целевую ДНК при ее концентрации на одном лишь уровне fM. Исследование было опубликовано 13 февраля 2019 года в Nano Letters.

"Наша методика демонстрирует потенциальные возможности для обнаружения сверхэкспрессии 21-ой хромосомы в периферической крови беременных женщин, — пришли к заключению ведущий автор Цзинся Лю (Jingxia Liu), доктор философии Пекинского университета, и ее коллеги. — В конечном счете тест может использоваться, чтобы сравнить уровни ДНК 21-й хромосомы в крови с аналогичным показателем другой хромосомы, например 13-й, чтобы определить наличие дополнительных копий и выяснить, есть ли у плода синдром Дауна”.

Синдром Дауна, который характеризуется различными степенями умственной отсталости и нарушением развития, вызван присутствием дополнительной копии хромосомы 21. Чтобы проверить наличие аномалии, беременным женщинам проводят ультразвуковое исследование или анализ крови на определение непрямых биомаркеров, однако существует высокий процент ошибочных диагнозов. Амниоцентез может предоставлять точный диагноз, но процедура представляет угрозу и для беременной женщины, и для плода. И хотя метод полногеномного секвенирования является очень точным, это медленный и дорогостоящий процесс.

Ссылки по теме:
Peking University
National Research Institute for Family Planning of China
Chinese Academy of Sciences