کاربردهای فرایند تکثیر هم دما به عنوان ابزار تشخیص نوکلئیک اسیدی در علوم پزشکی و صنایع

اخیرا پیشرفت های سریعی در توسعه ی تکنیک های تقویت هم دما حاصل شده است . تکثیر هم دما ( isothermal (amplification به عنوان جایگزینی مناسب برای PCR مطرح شده است ، زیرا که مستقل از ایجاد نوسانات دمایی و دستگاه ترموسایکلر بوده و میتواند به صورت مستقیم در سلولهای زنده انجام شود. تکثیر هم دما به عنوان ابزار تشخیصی در زمینه ی پزشکی ( علی الخصوص تشخیص میکروارگانیسم های بیماریزا مانند کووید ۱۹ و... )، صنایع آب و غذایی کاربرد دارد. برای به کارگیری این فرایند در تمامی زمینه ها، پس از استخراجDNA ی نمونه ی مورد نظر، فرایندهای تکثیر هم دما صورت گرفته و در نهایت دادهها مورد بررسی و انالیز قرار می گیرد. تکنیک های تکثیر هم دما شامل RPA ,LAMP,RCA,HAD,NASBAو SDA می باشد. طبق مطالعات صورت گرفته نسبت به بکارگیری فرآیند تکثیر ایزوترمال متصل به حلقه loop mediated isothermal amplification (LAMP) در تجزیه و تحلیل غذا و آب، میزان تکثیر به ترتیب ۷۸% و ۶۹% بوده است . همچنین از تکنیک تکثیر DNA وابسته به هلیکازHelicase dependent DNA amplification(HAD) برای شناسایی پاتوژنهای موجود در آب و غذا مثل انتروکوکوس، E.Coli ،لیستریا، لژیونلا و کریپتوسپوریدیوم و همچنین پاتوژنهای منتقله از طریق غذا یا مواد تشکیل دهنده ی آن مانند گوشت استفاده می شود. برخلاف تکنیک LAMP، تکنیک HDA مستقل از بکارگیری پرایمر بودهو لذا زمانی که محدودیت پرایمر وجود دارد میتوان از این تکنیک استفاده کرد. کاربرد دیگر تکثیر همدما در فرایندتشخیصی بیماری سل میباشد. جهت شناسایی عامل این بیماری، مایکوباکتریوم توبرکلوزیس، پس از تهیه ی خلطنمونه ی بیمار و استخراج DNA ، از دو فرایند تکثیر هم دما به نام LAMP و RCA استفاده میشود. فرایند تکثیردایرهی چرخان Rolling circle amplification(RCA) نیاز به محدوده ی دمایی پایین تری نسبت به LAMP داردو میزان استفاده از پرایمر در RCA نیز کمتر است، بنابراین میتواند روش مناسبتری برای تکثیر باشد. کاربرد دیگرآن در تشخیص کووید ۱۹ میباشد. لازم به ذکر است در تشخیص بیماری کرونا از PCR به صورت عمده بهره گرفتهمیشود، درصورتی که تکنیک LAMP نیز نسبت به PCR مزایای بارزی دارد. فرایند LAMP ارزانتر و با سرعتبالاتری انجام میشود، اما از حساسیت کمتری برخوردار است.علاوه بر اهداف تشخیص اسید نوکلئیک که در بالا عنوان شد، طرحهای تکثیر همدما در توالی یابی کل ژنوم و تکسلولی، سنجش ایمنی الکتروشیمیایی و تشخیص پلیمورفیسم تک نوکلئوتیدی نیز اعمال شده است. همینطورروشهای تکثیر همدما برای شناسایی ارگانیسمهای هدف مختلف توسعه یافته اند. با این حال برای انجام تشخیصهایمولکولی، مطالعات و پژوهش های کاربردی دقیقتری در این زمینه نیاز است.

Keywords:

تکثیر همدما , LAMP , RCA , HDA , سل , کووید ۱۹ , صنایع آب و غذایی