در این مصاحبه ، کارشناس صنعت دکتر لوهیت خره در مورد نقش در حال تحول میکرو RNA در تحقیقات ، تشخیص و پزشکی دقیق بحث می کند. او همچنین آخرین نوآوری های استخراج و تجزیه و تحلیل RNA و چگونگی این فناوری های پیشرفته را به چالش های کلیدی در تحقیقات کوچک RNA می پردازد.

چه چیزی در ابتدا علاقه علمی به MicroRNA را برانگیخت و چگونه این تمرکز طی یک دهه گذشته تکامل یافته است؟

این کشف که میکرو RNA ها (miRNA ها) بیان ژن را پس از رونویسی تنظیم می کنند ، یک تغییر پارادایم بود ، و نقش آنها در زیست شناسی رشد و سرطان توجه محققان را در سطح جهان جلب کرد.

در طول یک دهه گذشته ، این زمینه با کشف نشانگرهای زیستی از نمونه های بیوپسی مایع ، تشخیص و حتی درمانی منفجر شده است ، جایی که محققان در حال طراحی تقلید و مهار کننده miRNA هستند. این در حال تبدیل شدن به یک علم ترجمه ، با صنعت قوی و روابط بالینی است.

چه چیزی MicroRNA را در تحقیقات بیولوژیکی و زیست پزشکی فعلی چنین هدف قدرتمندی می کند؟

میکرو RNA ها اهرم نادر دارند زیرا مانند سوئیچ های مولکولی عمل می کنند که کل شبکه های ژن را تنظیم می کنند. آنها ممکن است یا ممکن است مخصوص ژنهای منفرد نباشند. آنها همچنین در بیوفلوئیدها پایدار هستند و آنها را کاندیداهای ایده آل برای تشخیص غیر تهاجمی از نمونه های بیوپسی مایع می کنند. الگوهای بیان خاص بافت و بیماری آنها ویژگی را ارائه می دهد ، و کیت های استخراج miRNA بهینه شده سهولت استفاده و حساسیت را به همراه می آورد ، دقیقاً همان چیزی است که محققان در اهداف تجاری یا اهداف درمانی خود می خواهند.

چرا توانایی جداسازی تمام اندازه RNA – به ویژه میکرو RANA – امروز برای محققان بسیار حیاتی است؟

RNA های کوچک برای گرفتن با کیت های سنتی که به نفع رونوشت های طولانی تر هستند ، بسیار دشوار هستند ، اما اهمیت عملکردی آنها بسیار زیاد است. بسیاری از آزمایشگاه ها ممکن است داده های مهم را از دست ندهند زیرا روش های استخراج آنها برای بازیابی کل RNA “واقعی” بهینه نشده است. چه برای پروفایل بیان میکرو RNA هدفمند یا توالی انجام ، در غلظت های مناسب به میکرو RNA با کیفیت بالا نیاز دارید. این امر باعث افزایش تکرارپذیری و دقت می شود ، به خصوص هنگام کار با ورودی کم مانند بیوفلوئیدها یا نمونه های تخریب شده مانند بافت FFPE.

بزرگترین چالش محققان هنگام کار با RNA کوچک با آن روبرو هستند و چگونه این فناوری ها توسط فناوری های نوظهور مورد بررسی قرار می گیرند؟

سر و صدای پس زمینه کم آب و آلودگی موانع مداوم است. RNA های کوچک اغلب در هنگام استخراج به دلیل فراوانی کم و فن آوری های استخراج مشترک که از تعصب ذاتی به سمت اسیدهای نوکلئیک بزرگ رنج می برند ، از بین می روند. اگرچه شیمیایی های بهتر اتصال دهنده و کیت های ورودی فوق العاده کم نوید بخشیدن به استخراج بهتر را دارند ، اما آنها باید به استفاده از RNA حامل بزرگ یا مواد شیمیایی قوی وابسته باشند که در نهایت می توانند راه خود را به RNA نهایی تبدیل کنند و در برنامه های پایین دست دخالت کنند. کاربید سیلیکون یک رزین انقلابی است که می تواند RNA کوچک را بدون نیاز به RNA حامل یا مواد شیمیایی ناخواسته ضبط کند.

سر و صدای پس زمینه یکی دیگر از موضوعات رایج است که بیشتر مربوط به برنامه های پایین دست مبتنی بر NGS است. این سر و صدای پس زمینه از معرفهای مهم در حین توالی RNA کوچک استفاده می کند و بر روی نقشه های ژنوم و نقشه برداری miRNA تأثیر می گذارد. Norgen اخیراً کیت خارج از کشور را منتشر کرده است که این مسئله را از بین می برد ، و به طور قابل توجهی بازده را از توالی RNA کوچک افزایش می دهد.

آیا می توانید داستان را در پشت تأسیس Norgen Biotek Corp. و مشکلی که در ابتدا برای حل تحقیقات RNA حل کرده است به اشتراک بگذارید؟

Norgen Biotek توسط دکتر یوسف حج ، دانشمندی با مأموریت برای توسعه و ساخت کیت های تصفیه اسید نوکلئیک انقلابی (NA) ، به ویژه از نمونه های پیچیده مانند سرم یا بافت FFPE تأسیس شد. مسئله اصلی عملکرد و یکپارچگی برای NA های کوچک مانند RNA اگزوزومال و DNA بدون سلول (cfDNA) بود. ما می خواستیم سکویی را ایجاد کنیم که RNA های کوچک و با کیفیت بالا را در تمام اندازه های قطعه ای به miRNA های 20-25 نوکلئوتید ارائه دهد. فناوری مبتنی بر کاربید سیلیکون ما از این نیاز متولد شد. اکنون توسط محققانی که به دلیل بهبود جزئی قادر به از دست دادن سیگنال نیستند ، استفاده می شود.

اعتبار تصویر: Norgen Biotek Corp.

Norgen فناوری منحصر به فرد مبتنی بر کاربید سیلیکون خود را برای جداسازی RNA توسعه داده است. چگونه این رویکرد با روشهای سنتی مبتنی بر سیلیس مقایسه می شود؟

کاربید سیلیکون دارای مشخصات اتصال وسیع تری نسبت به سیلیس است ، به خصوص برای اسیدهای نوکلئیک وزن مولکولی کم. این بدان معنی است که ما می توانیم RNA و RNA طولانی و کوچک را با محتوای GC کم و زیاد با راندمان بالا حفظ کنیم. ستونهای سیلیس سنتی تمایل دارند که به نفع رونوشت های طولانی تر و بالای GC باشند و ممکن است میکرو RNA ها یا RNA های تکه تکه شده را کم نشان دهند. رویکرد ما قوام بهتری را ارائه می دهد ، به خصوص برای نمونه های پیچیده یا کم با ورودی.

اعتبار تصویر: Norgen Biotek Corp.

برخی از امیدوار کننده ترین برنامه های MicroRNA در زمینه هایی مانند آنکولوژی ، کشاورزی یا تشخیص چیست؟

در انکولوژی ، میکرو RNA های گردش در حال تغییر نحوه تشخیص و نظارت بر سرطان ها هستند. آنها عکسهای فوری در زمان واقعی از بار تومور و پاسخ به درمان ارائه می دهند.

در کشاورزی ، میکرو RNA های گیاهی برای بهبود مقاومت در برابر محصولات و مقاومت در برابر بیماری مورد بررسی قرار می گیرند. برنامه های تشخیصی مانند میکرو RNA های بزاقی برای سرطان های دهان یا میکرو RNA های ادراری برای بیماری کلیه نیز رونق دارند.

چگونه از MicroRNA برای هدایت نوآوری در تشخیص غیر تهاجمی یا حداقل تهاجمی استفاده می شود؟

میکرو RNA ها برای بیوپسی های مایع ایده آل هستند – آنها می توانند از پلاسما (خون) ، ادرار و بزاق جدا شوند و الگوهای بیان آنها با وضعیت بیماری تغییر می کند. این امر باعث می شود آنها بدون نیاز به بیوپسی بافتی ، برای تشخیص و نظارت زود هنگام مناسب باشند. ما شاهد پانل های تشخیصی برای سرطان ، شرایط قلبی عروقی و حتی بیماریهای عصبی هستیم. برخی از شرکت ها حتی پروفایل های میکرو RNA را با یادگیری ماشین ترکیب می کنند تا قدرت پیش بینی را تقویت کنند. این یک جهش به سمت تشخیص های غیر تهاجمی در دسترس است که می تواند در غربالگری روتین مورد استفاده قرار گیرد.

با افزایش تقاضا برای داروهای دقیق ، RNA – به ویژه RNA کوچک – را می بینید که آینده درمان شخصی را نشان می دهد؟

RNA های کوچک در حال تبدیل شدن به اثر انگشت مولکولی بیماری هستند. توانایی آنها در بازتاب حالات فیزیولوژیکی پویا باعث می شود که آنها برای خیاطی از درمان ها فوق العاده مفید باشند. به عنوان مثال ، امضاهای MicroRNA می توانند به طبقه بندی بیماران و پیش بینی پاسخ درمانی در سرطان کمک کنند. همانطور که ما چند عکسبرداری را در پزشکی دقیق ادغام می کنیم ، پروفایل میکرو RNA یک لایه مکمل ارائه می دهد که بیان ژن را با فنوتیپ بالینی پل می کند. من فکر می کنم در آینده نزدیک ، ما شاهد بیشتر و بیشتر تصمیمات درمانی آگاهانه میکرو RNA خواهیم بود.

دو جایزه نوبل آخر فیزیولوژی ، اکتشافات مبتنی بر RNA را مورد توجه قرار داده اند-چه می گوید در مورد آینده این زمینه؟

این نقش اصلی RNA در زیست شناسی و پزشکی را تأکید می کند. از شناسایی miRNA سالها پیش تا تأثیر اخیر mRNA اصلاح شده برای واکسن COVID-19 ، برنده های نوبل منعکس کننده ده ها سال کار بنیادی در نهایت دارای میوه هستند. این اعتبار سنجی به افزایش بودجه ، نوآوری و علاقه عمومی کمک می کند. RNA دیگر فقط یک پیام رسان نیست ، این یک ابزار ، یک درمانی و یک مولکول تشخیصی است. آینده زیست پزشکی RNA در مرکز خواهد بود.

چگونه نقش اتوماسیون و هوش مصنوعی را در آینده استخراج و تجزیه و تحلیل RNA پیش بینی می کنید؟

اتوماسیون برای سازگاری مهم است ، به خصوص که آزمایشگاه ها تست را افزایش می دهند یا در محیط های تنظیم شده فعالیت می کنند. ما شاهد تقاضای بیشتری برای کیت های آماده ، اتوماسیون آماده و پروتکل های مقیاس پذیر برای حجم مختلف نمونه های بیوپسی مایع هستیم. در همین حال ، هوش مصنوعی در حال تغییر تفسیر داده ها از تشخیص مبتنی بر میکرو RNA است ، جایی که الگوهای بیان می توانند ظریف باشند. الگوریتم های یادگیری ماشین می توانند الگوهای بالینی مرتبط را شامل می شوند که شامل بسیاری از miRNA های مختلف است که با روش های سنتی از دست می روند. در کنار هم ، اتوماسیون و هوش مصنوعی در حالی که خطای انسانی را به حداقل می رساند ، باعث شتاب می شوند و باعث می شود گردش کار RNA کارآمدتر و قابل تکرار باشد.

درباره دکتر لوهیت خره

دکتر Khera رئیس فروش علمی در Norgen Biotek است. با بیش از 10 سال تجربه در تحقیقات سرطان و زیست شناسی مولکولی از موسسات معتبر مانند انستیتوی علوم ویزمن و مرکز علوم بهداشت LSU ، دکتر Khera از طریق فن آوری های برش ، به پیشبرد تحقیقات جهانی و تشخیص سرطان اختصاص داده شده است.