Om het bloed te testen op de aanwezigheid van schadelijke bacteriën, wordt doorgaans een bloedmonster in een groeimedium in een petrischaaltje geplaatst. Als er bacteriën in het bloed voorkomen, zullen ze beginnen te groeien. Het kan echter 15 uur tot een paar dagen duren voordat de bacteriën een detecteerbaar niveau bereiken. Een nieuwe technologie waarbij bacterieel DNA uit bloedmonsters wordt gesmolten, zou mogelijk dodelijke infecties sneller dan ooit tevoren kunnen diagnosticeren. Krijg resultaten in uren, niet in dagen.
Wetenschappers van UC San Diego, onder leiding van professor Stephanie Fraley, hebben dit snellere, nauwkeurigere alternatief onderzocht.
Ze ontwikkelden een microfluïdische chip waarop een klein bloedmonster wordt afgezet en vervolgens wordt verwarmd tot temperaturen van 50 tot 90ºC (122 tot 194ºF). Als er bacteriën in de vloeistof aanwezig zijn, zal de hitte ervoor zorgen dat hun DNA-moleculen smelten. Wanneer deze moleculen uiteenvallen, ontvouwen hun dubbele helixstrengen zich op een manier die uniek is voor hun nucleotidesequentie.
Om dit patroon te identificeren, wordt een speciale kleurstof aan het monster toegevoegd. Het kan ervoor zorgen dat het afwikkelproces fluorescentie produceert. Door de eigenschappen van fluorescentie te analyseren, kan een kenmerk worden verkregen dat een smeltcurve wordt genoemd. Deze smeltcurve wordt vervolgens vergeleken met andere bekende smeltcurven voor de specifieke bacterie.
Zodra er een match is gevonden, kunnen de bacteriën in het bloedmonster worden geïdentificeerd. Het hele proces duurt niet meer dan zes uur. Deze snelheid zou niet mogelijk zijn zonder het gebruik van aangepaste machine learning-algoritmen. Dit algoritme kan de smeltcurve van het eigen DNA van de patiënt en andere ‘achtergrondruis’ identificeren en elimineren.
In één test van de technologie werden bloedmonsters geanalyseerd die waren afgenomen van 17 kinderen waarvan werd vermoed dat ze de mogelijk fatale vorm van sepsis hadden opgelopen. De nieuwe technologie kwam niet alleen volledig overeen met de resultaten verkregen met traditionele methoden, maar leverde ook geen vals-positieve resultaten op. Dit is niet altijd het geval bij andere methoden, zoals nucleïnezuuramplificatie, die eenvoudigweg de signatuur van al het DNA versterken.
"Dit is de eerste keer dat deze aanpak is getest in volbloed van patiënten met vermoedelijke sepsis", aldus Fraley. "Dus deze studie is een realistischer voorbeeld van hoe de technologie zal presteren in een echt klinisch scenario." "
Een artikel over het onderzoek is onlangs gepubliceerd in de Journal of Molecular Diagnostics.
Samengestelde bron: ScitechDaily