Skip navigation EPAM

RainDrop: новейшая система ПЦР-диагностики

Совместная разработка EPAM Continuum и RainDance Technologies®, которая помогает диагностировать опухоли в теле человека на ранних стадиях

Новость:

EPAM Continuum совместно с компанией RainDance Technologies® разработали цифровую систему ПЦР-диагностики RainDrop™. Она обнаруживает незначительные количества мутированной ДНК в одном образце крови, позволяя выявить опухоли в организме человека на ранних сроках.  

RainDance Technologies® помогает научным институтам и лабораториям по всему миру расширять возможности комплексных генетических исследований и сокращать ресурсы на их проведение. Благодаря сверхчувствительным геномным инструментам ученые могут изучать возможности жидкой биопсии — нового неинвазивного метода диагностики. В перспективе это позволит более точно и надежно выявлять онкологические, наследственные и инфекционные заболевания. И снизить стоимость исследований, а значит сделать обследование доступным для большего количества людей.  

О технологии ПЦР

С 1980-х молекулярные биологи и исследователи используют технологию полимеразной цепной реакции (ПЦР) в проведении различных генетических тестов, в том числе и анализа биопсий, для выявления рака. Чувствительность подобных тестов ограничена: стандартная ПЦР обнаруживает ДНК-мутант к норме в соотношении примерно 1 к 1000, в то время как один образец ткани человека содержит миллионы нитей ДНК.  

Цифровая ПЦР, следующее поколение этой технологии, разбивает образец ДНК на мельчайшие капли и каждую из них анализирует индивидуально. Это позволяет выявлять мутации более точно.  

В 2011 началась совместная работа RainDance Technologies® и EPAM Continuum над платформой анализа пико-капель. Решение позволяет проводить высокочувствительную цифровую ПЦР-диагностику и представляет собой экономичную и простую в использовании настольную систему. 

Исследования и решения

Из 1 в 10 миллионов. Так как образец ткани человека содержит миллионы нитей ДНК, выявление мутации в нем можно сравнить с поиском иголки в генетическом стоге сена. Чтобы создать устройство, которое поможет сделать поиск эффективнее, инженеры EPAM Continuum использовали множество технологий. И пригодились даже такие, казалось бы, нестандартные для этого случая варианты, как аэрокосмическая техника для подачи топлива в авиадвигателях. Все эти методы привели к большим результатам: теперь устройство разбивает одну каплю крови на 10 миллионов микроскопических капель и при помощи лазерного детектора наличие мутаций в ДНК проверяется в каждой из них. Таким образом, шансы на выявление отклонений значительно увеличились. 

Уникальная скорость и предельная точность. За одну секунду цифровая ПЦР образовывает 10 000 микроскопических капель, и каждая из них имеет четкий диаметр в 20 микрон — примерно 1/4 ширины человеческого волоса. Чтобы это стало возможным, EPAM Continuum разработала специальное оборудование и программное обеспечение. 

Заимствованные технологии для лучших показателей. В новой системе все образцы для анализа циркулируют через микроскопические каналы на одноразовой пластиковой микросхеме. Используя ту же технологию, что и DVD или BluRay плееры для чтения дисков, EPAM Continuum создала систему точной разметки для считывания каждой капли. Теперь риск пропустить ДНК-мутант гораздо меньше.  

Результаты и перспективы

Сегодня систему цифровой ПЦР диагностики RainDrop™ можно назвать самым чувствительным портативным биодетектором. Такое решение позволит специалистам лучше понимать взаимосвязь между мутациями в образце ДНК и заболеваниями, которые они вызывают. Теперь проверить наличие раковых клеток в любой части тела можно с помощью образца крови, не прибегая к забору ткани из места предполагаемой опухоли. Технология может помочь ученым и врачам выявлять различные заболевания на ранних стадиях и проводить мониторинг терапии рака. Сейчас устройство проходит сертификацию на использование в медицинских учреждениях.