IBM Ziele für personalisierte Medizin mit DNA-Chip

IBM will die Lebensspanne von Menschen durch die Entwicklung eines Chips erweitern, der personalisierte Medizin erschwinglich und schnell machen könnte, sagte ein Unternehmensforscher am Dienstag.

Das Unternehmen plant, einen Chip zu entwickeln, der schnell genetischen Code innerhalb der biologische Strukturen von Organismen. Der Chip werde versuchen, den genetischen Code zu verstehen, indem DNA-Stränge - der Grundbaustein des Lebens - sequenziert werden, um die medizinische Behandlung von Patienten zu individualisieren, sagte Gustavo Stolovitzky, Wissenschaftler und Manager der funktionellen Genomik bei IBM Research.

"IBM hofft, dass der Genom-Leser in der Lage sein wird, genetischen Code innerhalb von Minuten zu einem Preis zwischen 100 und 1.000 US-Dollar zu erstellen", sagte er.

"Menschen sterben nicht … von Nebenwirkungen (von ungeeigneten Drogen), oder wir werden ein bisschen besser wissen, wie sie ihren Lebensstil an ihre genetische Ausstattung anpassen können ", sagte Stolovitzky. "Niemand möchte als ein durchschnittlicher Patient behandelt werden. Jeder möchte als einzelner Patient behandelt werden."

Das Verständnis des genetischen Codes durch das Lesen von DNA wird helfen, Krankheiten genau zu erkennen und die Behandlungsqualität für Patienten zu verbessern, sagte Stolovitzky.

Der Genom-Reader wird als ein Siliziumchip entworfen, in dem DNA durch eine Pore im Chip gefädelt wird und deren Eigenschaften sequentiell ausgelesen werden. Der Chip hat winzige Elektroden, um elektrische Felder zu erzeugen, die negativ geladene DNA-Moleküle fangen können, wonach der Chip die DNA misst und sequenziert. Die in den Chip integrierten Komponenten umfassen chemische, physikalische und atomare Schichten, die bei der Auswertung der Moleküle und der Sequenzierung der genetischen Zusammensetzung helfen. Ein Mikroprozessor, der sich höchstwahrscheinlich außerhalb des Chips befindet, würde ebenfalls für die DNA-Sequenzierung benötigt werden.

Der DNA-Lesechip könnte auch für andere biotechnologische Anwendungen verwendet werden, die die Sequenzierung von menschlicher, tierischer, bakterieller und pflanzlicher DNA beinhalten

Letztendlich zielt das Unternehmen darauf ab, den Chip für den Einsatz in tragbaren medizinischen Geräten zu verkleinern, mit denen Patienten eine Probe ablegen können, um ihre DNA in Sekunden oder Minuten zu lesen. Das Gerät könnte einem Blutzuckermessgerät ähneln, bei dem die Benutzer einen Tropfen Blut abgeben und das Gerät den Blutzuckerspiegel in Sekundenschnelle anzeigt, sagte Stolovitzky.

Der Bau des Chips ist der erste Schritt, und IBM wird es tun Fortsetzung seiner DNA-Forschung, um den Chip bei der genauen Abbildung des genetischen Codes zu unterstützen.

"Wir befinden uns in einem Prozess, in dem wir Meilensteine ​​haben … über drei Jahre. Am Ende von drei Jahren werden wir wissen, ob es machbar ist oder nicht, Sagte Stolovitzky.

Er konnte nicht vorhersagen, wann die Technologie kommerziell verfügbar sein würde. Aber wenn es verfügbar wird, könnte es Patienten durch Arztpraxen oder in medizinischen Handgeräten zur Verfügung gestellt werden. Solche DNA-Sequenzer könnten Sequenzen von Labortests eliminieren, die derzeit Wochen dauern, sagte er.

IBMs Forschung würde einen Fortschritt gegenüber früheren Genomsequenzierungsbemühungen darstellen, die teuer waren und Jahre brauchten. Das erste genetische Sequenzierungsprogramm, das Humangenomprojekt, wurde 2003 nach 13 Jahren Anstrengung zu Kosten von 3 Milliarden Dollar abgeschlossen. Das Forschungsprojekt wurde in erster Linie vom US-Energieministerium und den National Institutes of Health finanziert.

Die genetische Sequenzierungsbemühung vereint IBMs Nanotechnologie und Forschung in mehreren wissenschaftlichen Disziplinen. IBM hat weitere DNA-Forschungsbemühungen unternommen, einschließlich eines Experiments zur Verwendung von DNA als eine Möglichkeit, winzige Schaltkreise zu erzeugen, ein Projekt, das nichts mit dem genomischen Leser zu tun hat.