Szintetikus metabolikus és genetikai hálózatok az orvosi diagnosztikához (SynBioDiag)

Az a feltételezés, hogy a kutatók szintetikus metabolikus és genetikai hálózatokat tudnak kialakítani, hogy kibővítsék a jelenleg ismert természetes rendszerek által kimutatható molekulák körét. A kutatók azt is feltételezik, hogy a szintetikus metabolikus és genetikai hálózatok hangolhatók a döntéshozatalhoz, és különösen a betegségek diagnosztizálásához a biomarkerek kimutatása alapján.

Ez a projekt első alkalommal javasol hibrid analóg/digitális megoldást biomarkerek multiplex kimutatására bakteriális és papíralapú bioszenzorok segítségével. A bioszenzorok analóg vagy digitális eszközökkel tervezhetők. A szintetikus és természetes rendszerekben lévő digitális eszközök zajállóak és hasznosak a döntéshozatalban. Az analóg eszközök hasznosak a jelátvitelhez és -feldolgozáshoz. A kutatók itt kihasználják az analóg jelátalakítókon és összeadókon keresztüli jelátvitelt és -feldolgozást, majd a genetikai kapcsolókon keresztüli döntéshozatalt. Ilyen hibrid analóg/digitális megközelítést még nem fejlesztettek ki bioérzékelésre. A projekt másik újdonsága, hogy szintetikus anyagcsere-utakat alkalmaznak analóg eszközök fejlesztésére. A kezelés szempontjából az előny például abban rejlik, hogy az analóg összeadóban az enzimreakciók sebessége messze meghaladja a genetikai logikai mátrix létrehozásához szükséges génexpresszió sebességét; még hangsúlyosabbá válik, ha az eszközöket sorba kötik. A módszert a prosztata daganatok biomarkereinek kimutatására mutatjuk be, de elég tág ahhoz, hogy más diagnózisokban is alkalmazható legyen. A prosztatabetegség bioszenzorainak kifejlesztése gyakorlati jelentőséggel bír, mivel a jelenlegi (PSA-mérésen alapuló) szűrési stratégia túldiagnózishoz vezethet, és nem tud különbséget tenni agresszív daganatos és indolens betegségben szenvedő betegek között. Ez a tanulmány főként egy bakteriális fertőzés kifejlesztését javasolja. és papír alapú bioszenzoros rendszer