Помните знаменитых «Охотников за привидениями»? Команда энтузиастов, вооруженная протонными ускорителями и ловушками, выслеживала невидимых, но очень настоящих призраков, скрывающихся в привычной реальности. Их миссия была не в том, чтобы просто зафиксировать паранормальное явление, а в том, чтобы изолировать, поймать и обезвредить каждого незваного гостя из потустороннего мира.
А теперь перенесите этот сюжет в современную молекулярную диагностику. В мире генетики тоже есть свои «призраки» — редкие мутации, следы вирусной ДНК, единичные раковые клетки. Они прячутся в образцах пациентов, ускользая от традиционных методов детекции, словно Слаймер в стенах нью-йоркского небоскреба. Раньше, чтобы «увидеть» такого генетического призрака, нужно было провести эксперимент на знакомой многим ПЦР в реальном времени. Но она, как старый детектор паранормального, способна лишь определить наличие «нечисти» в целом, дать сигнал «где-то тут». Поймать всех призраков, пересчитать их и точно сказать, в какой именно комнате они скрываются, — ей не под силу.
Цель современной генетики — отловить даже тех, кто прятался в тени. И для этой миссии нужен новый, более совершенный инструмент — цифровая ПЦР. Мы попросили одного из современных «охотников» — продакт-менеджера компании SkyGen — провести для нас экскурсию по этой передовой технологии и показать, как система цифровой ПЦР SkyGen D30 обнаруживает генетических «призраков» в 150 тысячах ловушек одновременно.
erid:2VfnxxVG7sX
Что такое цифровая ПЦР и чем она лучше обычных методов?
Основные отличия ПЦР в реальном времени (ПЦР-РВ) от цифровой капельной ПЦР в принципе работы:
- Разделение на микрокапли: После подготовки образца нуклеиновых кислот (стандартная экстракция ДНК с помощью различных наборов) они делятся на множество микрокапель. Каждая такая капля — это крошечный, самостоятельный реактор, где протекает реакция амплификации.
- Анализ каждой капли: Результаты анализируются в каждой капле по отдельности, что обеспечивает высокую точность.
- Абсолютный подсчет: Главное преимущество цифровой ПЦР в том, что она позволяет посчитать абсолютное количество нужных генетических последовательностей, а не их относительное содержание. Это критически важно для работы с образцами, где ДНК очень мало (низкокопийные образцы), например, при поиске генетических маркеров заболеваний или следов вирусных геномов.
Почему все медицинские лаборатории спешат пополнить ряды «охотников»?
Цифровые амплификаторы раньше применяли в основном научные лаборатории для проведения фундаментальных исследований. Но сейчас наблюдается тенденция к их массовому внедрению: они активно устанавливаются в современные медицинские учреждения, которые выполняют значительный объем ПЦР-диагностики.
Компания SkyGen, видя растущую потребность в таких решениях в «поточных» лабораториях, представила систему SkyGen D30, которая уже апробирована в крупных медицинских учреждениях г. Москвы.
Что это за «ловушка для привидений» и в чем ее преимущества?
Система цифровой ПЦР SkyGen D30 выделяется на рынке благодаря нескольким ключевым особенностям:
- «Всё в одном» (All-in-one): В отличие от старых моделей, где требовалось три отдельных прибора (генератор капель, амплификатор, детектор), SkyGen D30 объединяет все эти функции в одном устройстве. Это удешевляет стоимость эксперимента, экономит время, уменьшает ручной труд и снижает вероятность ошибок.
- Высокая производительность: Прибор может обрабатывать до 96 проб одновременно. Формат на 96 образцов является стандартом, который идеально подходит для автоматизации работы лаборатории.
- Непрерывная работа: Устройство оснащено 12 чипами (каждый на восемь ячеек), которые можно загружать независимо. Это значит, что лаборант может добавлять новые образцы, не дожидаясь завершения текущего цикла, что критически важно для лабораторий с большим потоком анализов.
- Уникальная точность: SkyGen D30 разделяет каждую пробу на 50 000–150 000 микрокапель объемом всего 0,5 нанолитра. Такая детализация обеспечивает исключительную точность измерений.
- Многоканальная детекция: Прибор оснащен пятью каналами детекции (FAM/VIC/ROX/CY5/Q705), что считается оптимальным для современных задач.
- Простой рабочий процесс: Работа с SkyGen D30 осуществляется в три шага: подготовка пробы, загрузка реакционной смеси с ДНК в микрофлюидный чип и установка чипа в прибор для получения готового результата анализа.
- Удобное программное обеспечение: Интерфейс интуитивно понятен. Пользователь может выбрать удобный формат отображения результатов — 1D, 2D или 3D проекциях.
Таким образом, мы не гадаем на кофейной гуще, а точно определяем врага и знаем его в лицо.
Где применяется цифровая ПЦР?
Высокая чувствительность и точность цифровой ПЦР делают ее незаменимой во многих областях.
• Онкология: Метод позволяет выявлять патогенные мутации с гораздо большей точностью, чем обычная ПЦР. Варианты применения:
- Подсчет копий мутированного гена (например, в образцах пациентов с онкозаболеваниями) помогает принимать клинические решения.
- Оценка уровня экспрессии генов.
- Альтернатива NGS: Цифровая ПЦР — это более доступная, быстрая и простая в использовании альтернатива секвенированию нового поколения (NGS), которая при этом обладает высокой чувствительностью. Она помогает выявлять перестройки в геноме (скрининг) и подбирать индивидуальную (таргетную) терапию.
• Неинвазивное пренатальное тестирование (НИПТ): Для оценки доли ДНК плода в плазме матери, а также детектирования наследственных моногенных заболеваний.
• Обнаружение инфекционных агентов: С помощью цифровой ПЦР можно точно выявить генетический материал инфекционных агентов, включая кольцевую ДНК, а также определить уровень РНК в образце и оценить вирусную нагрузку (актуально для ретровирусов, например, для постоянного контроля количества вируса у ВИЧ-инфицированных). Большая медицинская значимость также у тестов на вирусы папилломы человека и другие онкогенные вирусы.
• Анализ митохондрий: Метод позволяет оценить соотношение количества митохондрий к ядерной ДНК. Слишком большое или слишком малое их число может указывать на нарушение энергетического обмена и быть признаком сердечно-сосудистого или нейродегенеративного заболевания.
Интересно, а в России уже есть «охотники», которые применяют эту систему в клинической практике?
Иван Абрамов, биолог Центра персонализированной медицины ГБУЗ «МКНЦ им. А.С. Логинова», делится своим опытом борьбы с генетическими приведениями вместе с SkyGen D30:
«Мы применяем цифровой амплификатор Digital PCR SkyGen для мониторинга эффективности терапии при онкозаболеваниях в динамике, а также для ранней диагностики. Исследуем циркулирующую опухолевую ДНК, выделенную из крови пациента в нескольких временных точках, анализируя генетические варианты, которые коррелируют с устойчивостью или чувствительностью к терапии. Также с его помощью выполняем диагностику минимальной остаточной болезни при гематологических заболеваниях.
Наш опыт работы как с обычной ПЦР в реальном времени, так и с капельной цифровой ПЦР, а также опыт переноса протоколов, показывает, что для ряда задач возможности цифровой амплификации критически важны, когда требуется измерить точное количество копий-мишеней. Цифровая амплификация дает значительно большую разрешающую способность, например, позволяет выявлять варианты на фоне вариантов дикого типа до 1–2% мутантной ДНК. Традиционная ПЦР, к сожалению, такой чувствительности не дает.
Прибор Digital PCR SkyGen мы планируем активно использовать и в дальнейшем. У него большая пропускная способность: он позволяет в режиме нон-стоп загружать новые чипы, не прерывая эксперимент, и независимо прописывать свою программу амплификации для каждого чипа. Это дает возможность работать с большими потоками образцов, что очень важно для клинических центров — не только для фундаментальной, но и для практической науки и медицины. Параллельная, а не последовательная загрузка разных исследований экономит время и позволяет быстро выдавать результат».
Реклама. Рекламодатель ООО «СКАЙДЖИН» ИНН 7705997147