Sistem baru untuk profil telomer akurat dalam waktu kurang dari 3 jam – Sains Terkini

Ujung plastik yang menempel di ujung tali sepatu mencegahnya berjumbai. Telomer adalah urutan DNA berulang (asam deoksiribonukleat) yang memiliki fungsi serupa di ujung kromosom, melindungi materi genetik yang menyertainya dari ketidakstabilan genom, mencegah kanker, dan mengatur proses penuaan.

Setiap kali sel membelah dalam tubuh kita, telomere memendek, sehingga berfungsi seperti "jam" molekuler sel saat pemendekan meningkat secara progresif dengan penuaan. Ukuran yang akurat dari kuantitas dan panjang telomere ini, atau "jam", dapat memberikan informasi penting jika sebuah sel menua secara normal, atau tidak normal, seperti dalam kasus kanker.

Untuk menemukan cara inovatif untuk mendiagnosis kelainan telomer, tim peneliti yang dipimpin oleh Asisten Profesor Cheow Lih Feng dari NUS Institute for Health Innovation & Technology (iHealthtech) telah mengembangkan metode baru untuk mengukur panjang telomer absolut telomer individu dalam waktu yang lebih singkat. dari tiga jam. Metode pembuatan profil telomer unik ini dapat memproses hingga 48 sampel dari jumlah rendah (<1 ng) DNA.

Pekerjaan mereka dipublikasikan di jurnal Kemajuan Sains pada 21 Agustus 2020.

"Inovasi kami dapat sangat meningkatkan kecepatan diagnosis dan sekaligus memberikan informasi telomer penting untuk penyakit dan kanker terkait usia. Alat yang andal secara klinis yang mampu memberikan profil telomer yang akurat akan memungkinkan terapi presisi dan perawatan yang ditargetkan untuk pasien," jelasnya. Asst Prof Cheow yang juga berasal dari NUS Department of Biomedical Engineering.


Mengatasi keterbatasan tes telomer konvensional

Metode konvensional untuk pengukuran telomer dalam pengaturan klinis seringkali memakan waktu dan membutuhkan operator yang terampil. Metode ini juga kekurangan informasi yang tepat tentang panjang dan jumlah telomer individu yang diperlukan untuk mendiagnosis secara akurat, atau menentukan kelainan telomer.

Untuk mengatasi kendala teknis utama dalam melakukan pembuatan profil telomer, Asst Prof Cheow dan timnya telah mengembangkan sistem unik yang disebut uji Single Telomere Absolute-length Rapid (STAR).

Dengan menggunakan metode ini, molekul telomer individu pertama-tama didistribusikan ke ribuan ruang nanoliter dalam chip mikrofluida. Reaksi rantai polimerase waktu nyata (PCR) dari molekul telomer tunggal kemudian dilakukan di semua ruang secara paralel masif. Kinetika amplifikasi PCR di setiap ruang nanoliter mencerminkan nomor pengulangan telomer, yang secara langsung berkorelasi dengan panjang molekul telomer tunggal.

Dengan menggunakan uji STAR, para peneliti dapat secara akurat menentukan mekanisme pemeliharaan telomer dalam sel kanker dan memperoleh informasi detail tingkat tinggi dalam pengukuran. Pasien yang memiliki kanker yang diaktivasi oleh jalur Alternative Lengthening of Telomere (ALT) – seperti sarkoma tertentu (kanker jaringan ikat) dan glioma (kanker otak) – sering kali terbukti memiliki prognosis buruk yang dikaitkan dengan lebih lama dari rata-rata. panjang telomer dan persentase tinggi telomere yang sangat pendek. Selain itu, sel kanker mereka juga ditemukan memiliki salinan molekul telomer ekstra.

Untuk menguji penemuan tersebut, tim NUS iHealthtech bekerja sama dengan Dr Amos Loh dari Departemen Bedah Anak di Rumah Sakit Wanita dan Anak KK (KKH). Tim memilih untuk bekerja dengan KKH untuk memvalidasi pengujian tersebut karena mekanisme perubahan telomer seperti ALT paling baik dipelajari pada tumor seperti sarkoma, dan tumor saraf seperti glioma dan neuroblastoma yang memiliki insiden lebih tinggi di antara anak-anak. Validasi tersebut telah membuktikan uji STAR efektif dalam mendiagnosis status ALT pada neuroblastoma pediatrik, yang dapat berfungsi sebagai indikator prognosis yang berguna untuk kanker ini.

Sel kanker menggunakan mekanisme yang dimodifikasi untuk memodifikasi dan mempertahankan panjang telomernya secara tidak normal, sebagai sarana untuk memungkinkannya tumbuh terus menerus. Mekanisme seperti ALT dieksploitasi terutama oleh kanker seperti neuroblastoma. Neuroblastoma adalah kanker yang muncul dari saraf di berbagai bagian tubuh dan merupakan tumor ganas padat yang paling umum pada anak-anak. Ini juga bertanggung jawab atas jumlah kematian anak yang tidak proporsional akibat kanker.


"Sebelumnya kurang dikenali pada pasien, kelainan telomer seperti ALT baru-baru ini diidentifikasi sebagai penanda risiko baru pada neuroblastoma. Karena neuroblastoma dengan kelainan telomer memiliki hasil yang lebih buruk, metode pengukuran telomer baru ini sekarang dapat memfasilitasi identifikasi ALT yang lebih sederhana dan lebih cepat di pasien agar lebih akurat dalam menentukan prognosis penyakitnya, "kata Dr Amos Loh, Konsultan Senior dari Departemen Bedah Anak KKH.

Pengembangan uji STAR didukung oleh National Medical Research Council.

Mengaktifkan strategi pengobatan yang efektif untuk pasien

Asst Prof Cheow berbagi, "Kombinasi alur kerja yang cepat, skalabilitas, dan resolusi molekul tunggal membuat sistem kami unik dalam memungkinkan penggunaan distribusi panjang telomer sebagai penanda biologis dalam studi penyakit dan seluruh populasi. Ini akan sangat berguna untuk mendiagnosis pemeliharaan telomer mekanisme dalam skala waktu klinis, untuk menentukan strategi yang dipersonalisasi, terapeutik atau pencegahan bagi pasien. "

Tim NUS iHealthtech ingin memperluas penelitian mereka dan menerapkan platform pengujian STAR untuk digunakan di lingkungan rumah sakit, guna memfasilitasi diagnosis penyakit terkait penuaan.

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.