Nestihli ste prednášku doktora Jaroslava Katrlíka o pokroku a vývoji biočipov? Pozrite si video.
V aprílovej VEDE v CENTRE bol naším hosťom Ing. Jaroslav Katrlík, PhD., z Chemického ústavu Slovenskej akadémie vied (SAV). Jeho pracovisko uskladňuje jednu z najväčších zbierok kvasiniek na svete, na základe výsledkov produkujú a dodávajú široký sortiment vzácnych sacharidov do výskumných inštitúcií.
Vo svojej prednáške sa zameral na pokrok vo vývoji biočipov, ktorý nám otvára nové možnosti v oblasti výskumu tela, vývoja liečiv, ale aj diagnostiky chorôb. Vďaka biočipu, drobnej technológii, sme v súčasnosti schopní analyzovať biochemické reakcie v ľudskom tele.
Čo je biočip?
Vedci rozumejú pod týmto pojmom miniaturizované zariadenie, ktoré umožňuje rýchle simultánne meranie biologických a medicínskych parametrov. „Biočip neriadi a nekontroluje organizmus,“ prízvukuje Katrlík. Je to zariadenie – napríklad vo formáte sklíčka, kde prebiehajú reakcie, vďaka ktorým vedia odborníci stanoviť množstvo prítomných látok vo vzorke. Biočipy slúžia na vysokovýkonnú analýzu vzájomných interakcií veľkého súboru látok, pričom týchto interakcií môžu byť stovky, tisíce až desaťtisíce. Na analýzu stačí malé množstvo látky, čo je veľkou výhodou, a získame pritom veľké množstvo informácií.
V Chemickom ústave SAV sa vedci venujú aj samotnej výrobe biočipov, pričom používajú špeciálne robotické „nanášače“. Základom je chemicky vhodne upravené sklo, aby vzorky pevne držali. „Na biočip môžu byť nanesené nukleové kyseliny, protilátky, antigény, lektíny, sérum alebo bunky, či tkanivá. Závisí od toho, na čo ho chceme použiť,“ vysvetľuje vedec.
Biočipy sa nechávajú inkubovať so vzorkou, po reakcii je dôležité označenie, napríklad fluorescenčnými značkami, a po umytí sa oskenuje skenerom. Vizualizované záznamy sa vyhodnocujú špeciálnym softvérom na základe signálu a intenzity škvŕn.
Používajú sa na zistenie predispozície genetických ochorení, profilu expresie génov, porovnanie genómov, pri forenznej analýze, detekcii patogénov, testovaní liečiv a podobne.
Jaroslav Katrlík počas prednášky v CVTI SR. Zdroj: Ján Laštinec
Poznáme rôzne biočipy
Existuje viacero typov biočipov. DNA biočipy vyvinuli vedci ako prvé. Podľa slov Katrlíka majú veľmi široké využitie, aj keď už prišla nová technológia, ktorá ich postupne začala vytláčať. V niektorých prípadoch sú však stále lepšie, používajú sa na profilovanie génovej expresie, napríklad pri sledovaní vplyvu liečby, ochorenia, závažných genetických ochorení a predikcie.
Ďalším typom sú proteínové biočipy. Na povrch substrátu sa nanášajú rôzne typy proteínov. Vieme nimi detegovať, ako napríklad pacient reaguje na liečbu tým, že vylučuje nejaké špecifické proteíny. Slúžia i na validáciu a profilovanie protilátok pri diagnostike ochorení v personalizovanej medicíne – hlavne pri aplikácii biologickej liečby, pretože ľudia na ňu reagujú odlišne.
V ústave sa venujú glykánovým a lektínovým biočipom. Glykány sú cukry, ktoré tvoria súčasť bielkovín, sú dôležité v bunkových procesoch a ich zmena môže signalizovať potenciálne ochorenie. Lektíny vedia interagovať s týmito glykánmi. Využívajú sa v klinickej mikrobiológii na detekciu baktérií a vírusov, tiež vo farmakológii alebo v biotechnológii na kontrolu protilátok. V ústave ich využívajú na sledovanie tehotenskej cukrovky, rôznych typov rakovín, pri glykomickej analýze vzoriek séra u detí s poruchou ADHD alebo pri zmenách pľúcneho tkaniva počas kovidu.
O prednášajúcom
Ing. Jaroslav Katrlík, PhD., je vedeckým pracovníkom Chemického ústavu Slovenskej akadémie vied, kde vedie laboratórium biočipov a biosenzorov. Stál pri zakladaní a vedení startupových spoločností orientovaných na nanotechnológie a biotechnológie v Taliansku a na Slovensku. Jeho hlavnou výskumnou oblasťou je vývoj bioanalytických metód založených na biočipoch a biosenzoroch pri aplikáciách v glykomike, biológii, biotechnológii, medicíne, vo výskume biomarkerov a v diagnostike. Ako riešiteľ alebo spoluriešiteľ sa angažuje v mnohých domácich, bilaterálnych a medzinárodných projektoch.
Čo je vedecká kaviareň?
Vedecké kaviarne pod názvom Veda v CENTRE organizuje pre širokú verejnosť pravidelne, každý posledný štvrtok v mesiaci o 17.00 hod., Národné centrum pre popularizáciu vedy a techniky v spoločnosti (NCP VaT) pri Centre vedecko-technických informácií SR (CVTI SR) v Bratislave. Prvá kaviareň sa uskutočnila 21. mája 2008.
(JM)
