به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، تیمی از پژوهشگران آزمایشگاه ملی اندازه‌گیری بریتانیا (LGC) موفق به توسعه یک پنل پنج‌گانه ژن مرجع با استفاده از تکنیک دیجیتال پی‌سی‌آر (dPCR) شده‌اند که دقت اندازه‌گیری DNA را به سطح بی‌سابقه‌ای ارتقا می‌دهد. این روش نوآورانه که در مجله Cells منتشر شده، امکان سنجش همزمان پنج ژن مرجع را فراهم کرده و خطای اندازه‌گیری ناشی از ناپایداری ژنومی در نمونه‌های سرطانی را به حداقل می‌رساند. این پنل روی DNA ژنومی، بلکه بر روی DNA سلول‌آزاد (cfDNA) خون نیز با موفقیت اعتبارسنجی شده و دامنه دینامیکی وسیعی را پوشش می‌دهد. این دستاورد می‌تواند پایه‌ای برای استانداردسازی اندازه‌گیری‌های ژنومی در پزشکی شخصی باشد و دقت تست‌های تشخیصی مانند بیوپسی مایع و آنالیز تغییرات تعداد کپی ژن را به طور قابل توجهی بهبود بخشد.

ضرورت دقت در عصر پزشکی شخصی

در عصر پزشکی شخصی، دقت تشخیص تغییرات ژنتیکی در تومورهای سرطانی نقش تعیین‌کننده‌ای در انتخاب درمان مناسب ایفا می‌کند. یکی از چالش‌های اساسی در این زمینه، فقدان روش استاندارد طلایی برای سنجش دقیق غلظت کل DNA ورودی به فرآیندهای ژنومی است. تاکنون روش‌های مختلفی از جمله طیف‌سنجی UV، رنگ‌های فلورسنت و qPCR برای این منظور به کار رفته‌اند، اما هیچ‌کدام نتوانسته‌اند به عنوان مرجع قطعی شناخته شوند.

راه‌حل نوآورانه: پنل پنج‌گانه ژن مرجع

پژوهشگران بریتانیایی با بهره‌گیری از تکنیک دیجیتال پی‌سی‌آر، پنلی متشکل از پنج ژن مرجع شامل DCK, HBB, PMM1, RPS27A و RPPH1 توسعه داده‌اند. این ژن‌ها بر روی کروموزوم‌های مختلف قرار گرفته و پیش از این در اندازه‌گیری‌های تکی اعتبارسنجی شده‌اند. نوآوری اصلی این پژوهش، توانایی سنجش همزمان این پنج ژن در یک واکنش واحد است.

مقایسه دو تکنولوژی پیشرفته سنجش

این مطالعه به مقایسه دو تکنولوژی مختلف سنجش شامل پروب‌های هیدرولیز استاندارد و تکنولوژی نوین پروب جهانی RainbowTM پرداخته است. نتایج نشان داد که هر دو تکنولوژی از линейیت، دامنه دینامیکی و دقت قابل مقایسه‌ای برخوردارند. این یافته از اهمیت بالایی برخوردار است چرا که تکنولوژی پروب جهانی با کاهش پیچیدگی طراحی و هزینه‌ها، امکان دسترسی گسترده‌تر به این روش را فراهم می‌کند.

کاربرد در نمونه‌های بالینی متنوع

پنل توسعه‌یافته بر روی انواع مختلف نمونه از جمله قطعات مصنوعی DNA، DNA ژنومی سالم، DNA سلول‌آزاد خون و DNA خطوط سلولی سرطان پستان اعتبارسنجی شده است. در نمونه‌های سالم، نسبت بین ژن‌های مرجع نزدیک به ۱:۱ بود، اگرچه تغییرات کوچکی (کمتر از ۱.۲ برابر) در یکی از پنج هدف مشاهده شد.

کاهش عدم قطعیت اندازه‌گیری

یکی از دستاوردهای مهم این پژوهش، کاهش قابل توجه عدم قطعیت اندازه‌گیری است. در روش‌های مبتنی بر تک ژن مرجع، عدم قطعیت اندازه‌گیری گسترده بین ۱۲.۱ تا ۱۹.۸ درصد بود، در حالی که استفاده از پنل پنج‌گانه این عدم قطعیت را به طور معناداری کاهش داد. این امر مزیت مهمی برای استفاده بالقوه از این روش به عنوان یک روش کالیبراسیون محسوب می‌شود.

کاربرد در آنالیز تغییرات تعداد کپی ژن

این پنل در آنالیز تغییرات تعداد کپی ژن HER2 در خطوط سلولی سرطان پستان نیز مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان داد که استفاده از ژن‌های مرجع متعدد، از ایجاد سوگیری در نمونه‌های سرطانی که ناپایداری ژنومی در آنها prominent است، جلوگیری می‌کند. تغییرات بین ژن‌های مرجع بر اندازه‌گیری نسبت HER2 تأثیر گذاشت، به طوری که تفاوت بین پایین‌ترین و بالاترین نسبت حدود ۱.۸ برابر بود.

اهمیت در پزشکی شخصی و بیوپسی مایع

این روش نوین به ویژه در زمینه پزشکی شخصی و بیوپسی مایع از اهمیت بالایی برخوردار است، چرا که دقت در شناسایی تغییرات ژنتیکی تومور از طریق خون برای انتخاب درمان هدفمند ضروری است. سنجش دقیق DNA سلول‌آزاد در پلاسما به دلیل پروفایل قطعات کوتاه (~۱۶۰ جفت باز) و غلظت پایین نمونه همواره چالش‌برانگیز بوده و محدودیت‌های فنی متعددی را در پی داشته است. پنل توسعه‌یافته با موفقیت بر روی نمونه‌های cfDNA اعمال شده و امکان سنجش دقیق و قابل اطمینان این نمونه‌ها را فراهم کرده است. این پیشرفت مسیر را برای استفاده گسترده از بیوپسی مایع در نظارت بر روند درمان سرطان و تشخیص زودهنگام عود بیماری هموار می‌سازد. علاوه بر این، این فناوری با کاهش نیاز به نمونه‌گیری‌های تهاجمی، بار درمانی را برای بیماران کاهش داده و امکان پایش مکرر و کم‌خطر را در طول دوره درمان فراهم می‌کند.

چشم‌انداز آینده و استانداردسازی

این روش می‌تواند مسیری برای ایجاد استانداردهای کالیبراسیون قابل ردیابی فراهم کند و کیفیت سنجش و مقایسه‌پذیری اندازه‌گیری‌های DNA در بین آزمایشگاه‌های مختلف و تشخیص‌های بالینی را بهبود بخشد. استفاده از این پنل در کنترل کیفیت فرآیندهای توالی‌یابی نسل جدید (NGS) می‌تواند دقت و قابلیت اطمینان نتایج را به طور قابل توجهی افزایش دهد.

نوآوری‌های کلیدی پژوهش

پژوهشگران در این مطالعه موفق به توسعه اولین پنل پنج‌گانه ژن مرجع با استفاده از تکنیک دیجیتال پی‌سی‌آر (dPCR) شده‌اند که امکان سنجش همزمان پنج ژن مرجع را در یک واکنش واحد فراهم می‌کند. این تیم تحقیقاتی به انجام مقایسه سیستماتیک دو تکنولوژی مختلف سنجش شامل پروب‌های هیدرولیز استاندارد و تکنولوژی نوین پروب جهانی RainbowTM پرداخته و نشان داده که هر دو تکنولوژی از عملکرد قابل مقایسه‌ای برخوردارند.

این پنل پیشرفته بر روی انواع مختلف نمونه بالینی شامل قطعات مصنوعی DNA، DNA ژنومی سالم، DNA سلول‌آزاد خون و DNA خطوط سلولی سرطان پستان به طور کامل اعتبارسنجی شده است. یکی از دستاوردهای برجسته این پژوهش، کاهش معنادار عدم قطعیت اندازه‌گیری است به طوری که استفاده از پنل پنج‌گانه در مقایسه با روش‌های تک ژنی، دقت اندازه‌گیری را به طور چشمگیری بهبود بخشیده است.

این روش نوین کاربرد موفقیت‌آمیزی در سنجش نمونه‌های DNA سلول‌آزاد داشته که به دلیل پروفایل قطعات کوتاه و غلظت پایین همواره مورد چالش بوده است. همچنین این پنل با دربرگیری چندین ژن مرجع، از ایجاد سوگیری در نمونه‌های سرطانی که ناپایداری ژنومی در آنها مشهود است، به طور مؤثری جلوگیری می‌کند و امکان اندازه‌گیری قابل اطمینان‌تری را فراهم می‌سازد.

جمع‌بندی و implications بالینی

این پژوهش گام مهمی در جهت استانداردسازی اندازه‌گیری‌های ژنومی در پزشکی شخصی برداشته است. پنل توسعه‌یافته نه تنها دقت سنجش DNA را بهبود می‌بخشد، بلکه امکان تشخیص قابل اطمینان‌تر تغییرات ژنتیکی در نمونه‌های سرطانی را فراهم می‌کند. این دستاورد می‌تواند به بهبود کیفیت تشخیص‌های مولکولی و در نهایت انتخاب درمان‌های هدفمندتر برای بیماران سرطانی منجر شود.

پایان مطلب/.