플로리다 대학 및 기타 기관의 연구자들은 초기 단계에서 암을 진단하는 데 도움이 될 수 있는 비침습적 혈액 검사를 위한 새로운 CRISPR 기반 기술을 개발했습니다.

최근 국제 저널인 Nature Biomedical Engineering에 "A one-pot isothermal Cas12-Based assay for for microRNA의 민감한 검출" 연구 보고서에 따르면 플로리다 대학 및 기타 기관의 과학자들은 비침습적 혈액 검사를 위한 새로운 CRISPR 기반 기술을 개발하여 초기 단계에서 암을 진단할수 있게 되었습니다.

연구원들에 따르면, 이 기술은 암을 검출하기 위해 널리 사용되는 역전사 정량 중합효소 연쇄 반응(RT-qPCR) 방법만큼 효과적이며 임상 현장 검사를 위한 간단한 휴대용 장치와 함께 사용할 수 있습니다. 유전자 발현 조절에 관여하는 작은 RNA 분자인 microRNA를 감지하여 작동하며 세포외 소포라고 하는 혈액에서 순환합니다. 오늘날 microRNA는 혈액과 같은 인체 체액에서 암 종양에 대한 바이오마커 개발을 위한 유망한 소스가 되었지만 microRNA의 복잡성과 이를 감지할 수 있을 만큼 민감한 도구의 부족으로 인해 임상 적용은 여전히 ​​매우 제한적입니다.

세포외 소포는 주로 세포에서 방출되는 나노미터 크기의 입자로, 세포 사이에 생체 분자를 왕복함으로써 세포 기능과 질병에 중요한 역할을 합니다. 새로운 암 마커를 탐색하기 위한 효과적인 소스입니다. 최근 몇 년 동안 과학자들은 2020년 노벨 화학상을 수상하고 과학자들이 질병 진단을 위한 새로운 생물학적 테스트를 개발하도록 유도할 수 있는 강력한 유전자 편집 도구인 CRISPR 기술에 대한 관심이 증가했습니다. 그러나 초기 CRISPR 테스트에는 다단계 반응이 포함되었습니다.

이 새로운 "원팟(one-pot)" 접근법은 샘플 외에 필요한 모든 화학 물질이 테스트 튜브에 저장되고 분석을 위해 microRNA 샘플만 추가하면 반응을 유도할 수 있음을 의미합니다. 연구원들은 놀랍게도 이 방법이 PCR 테스트에 필적하는 민감도를 가지고 있으며 분석 및 진단 성능이 뛰어나면서도 전체 워크플로우 속도를 크게 향상시킨다는 사실을 발견했습니다.



Nature Biomedical Engineering (2023) DOI: 10.1038/s41551-023-01033-1



췌장암의 사망률이 높은 점을 감안해 연구진은 초기 발견이 매우 어려운 췌장암에 이 기술을 적용하는 데 주력했습니다. 완전히 제거할 수 없어 완치 가능성이 높지 않고, 다른 종류의 암에 비해 췌장암의 진단 검사 기술은 거의 50년 동안 변하지 않았으며, 바이오마커에 대한 관심이 매우 높습니다. 이 기사에서 "EXTRA-CRISPR"이라는 연구원이 개발한 새로운 방법은 마이크로RNA 검출 분야에서 판도를 바꾸는 접근 방식을 나타냅니다.

이 새로운 접근법이 강력한 마이크로RNA 바이오마커와 결합되면 췌장암 진단에 매우 유망할 수 있으며 의료현장에서 진단에 사용될 수 있습니다. 비용 휴대용 장치를 결합하여 췌장암 진단을 더 간단하게 만들면서도 더 신뢰할 수 있는 결과를 제공합니다. 개념 증명으로 연구원들은 이 "원팟" 테스트가 기성품을 사용하여 먼저 시제품을 제작할 휴대용 스마트폰 기반 장치인 현장 검사를 위한 두 가지 분석에 적용할 수 있음을 시연했습니다. 파란색 LED 조명, 플라스틱 필터, 커피 컵 워머 등이 포함되어 있으며 연구원들은 이러한 구성 요소를 3D 프린팅된 신체 부위에 조립하고 스마트폰을 장치에 부착하여 테스트 병의 형광 이미지를 얻었습니다.

형광 검출기 외에도 연구자들은 EXTRA-CRISPR 테스트를 상업적으로 이용 가능한 측면 흐름 테스트 스트립과 결합하여 기구가 필요 없는 현장 진료(현장 진료) 장치를 만들었습니다. 벤치탑 PCR 기계를 사용하여 얻은 것과 일치하는 진단 결과를 생성하는 암. 이제 연구원들은 기초 연구 및 임상 용도로 널리 사용 가능한 "원팟" CRISPR 테스트 및 현장 진료 기술을 만드는 것을 목표로 하는 이 작업을 기반으로 특허 출원을 제출했습니다. 종합하면, 우리의 연구 결과는 혈액에서 마이크로RNA를 검출하는 간단한 분석 기술이 암 진단 및 암 예후를 위한 특정 바이오마커로서 마이크로RNA의 개발에 도움이 될 수 있음을 시사합니다.



출처입니다

Yan, H., Wen, Y., Tian, Z. et al. A one-pot isothermal Cas12-based assay for the sensitive detection of microRNAs. Nat. Biomed. Eng (2023). doi：10.1038/s41551-023-01033-1

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