Nyheter och press

DNA-sekvensering med hjälp av 3D-printat mikroskop och mobiltelefon

2017-01-17

Det lilla 3D-printade mikroskopet kan göra tekniken tillgänglig för många fler människor, även i fattiga delar av världen.

Med hjälp av ett nytt mikroskop som sätts på en vanlig mobiltelefon kan läkare ställa diagnoser på till exempel cancertumörer och infektioner som tuberkulos. Uppfinningen kan bli ett vapen i kampen mot antibiotikaresistens.

Ett litet, enkelt och relativt billigt mikroskop som skrivs ut i en 3D-skrivare och kopplas till kameran i en mobiltelefon kan användas för att granska prover från en tumör eller bakterier, virus och svampceller. Mikroskopet och mobiltelefonen kan visa hur DNA-kedjorna i provet ser ut, och om läkarna upptäcker vissa varianter kan de veta precis vilken form av cancer eller bakterie eller virus det rör sig om. Den här typen av undersökning kallas DNA-sekvensering och är viktig för att veta vilken behandling som blir mest effektiv.

– Jag är van vid att det behövs stora, dyrbara och komplicerade apparater som fyller ett helt rum för att göra DNA-sekvensering. För mig var tanken att man skulle kunna göra detta med en mobiltelefon väldigt intressant. Det öppnar för många nya och väldigt viktiga användningsområden, säger Mats Nilsson på Stockholms och Uppsala universitet och SciLifeLab i Stockholm.

I dag görs DNA-sekvensering i laboratorier på de stora sjukhusen. Det lilla 3D-printade mikroskopet kan göra tekniken tillgänglig för många fler människor, även i fattiga delar av världen. Om mikroskopet skulle börja tillverkas i större skala kan priset för tekniken bli under 500 dollar, och den är inte beroende av stadig tillgång till elektricitet eftersom den drivs av batteriet i telefonen.

– Antibiotika är ett effektivt medel mot bakterier. Men nu börjar vi förlora det vapnet när bakterierna blir resistenta. När det gäller tuberkulos är resistensen ett stort problem. Men om man kan titta på DNA-nivå och ta reda på om en bakterie är känslig mot en viss typ av antibiotika kan man välja rätt behandling från början. Där tror jag att det här konceptet har sin stora styrka, säger Mats Nilsson.

I en ny studie som publicerats i Nature Communications har tekniken använts för att diagnosticera cancertumörer i tjocktarmen. Genom att granska vissa mutationer i tumören kan man utesluta vissa behandlingar som man vet inte fungerar, och det blir också möjligt att skicka bilder och information om DNA till läkare som befinner sig på andra ställen i världen. Forskarna hoppas också att tekniken kan användas för att snabbare kunna ställa rätt diagnoser på virusinfektioner, som till exempel ebola eller zika-virus.

Mikroskopet är ett resultat av samarbete mellan forskare på California Nanosystems Institute vid UCLA, som har byggt själva mikroskopet, och forskare vid Stockholms och Uppsala universitet och på SciLifeLab i Stockholm, som har arbetat med analysen av DNA-kedjorna.

Malte Kuhnemund, Qingshan Wei, Evangelia Darai, Yingjie Wang, Ivan Hernandez-Neuta, Zhao Yang, Derek Tseng, Annika Ahlford, Tobias Sjoblom, Aydogan Ozcan, Lucy Mathot, Mats Nilsson (2016) Targeted DNA sequencing and in situ mutation analysis using mobile phone microscopy, Nature Communications, DOI: 10.1038/NCOMMS13913

Läs mer om nya smarta laboratorielösningar:
Levande celler kan studeras med hjälp av en vanlig smartphone