МЕТОД ПОЛИМЕРАЗНОЙ РЕАКЦИИ В ДИАГНОСТИКЕ ИНФЕКЦИОННЫХ И ПРИРОДНЫХ ПАТОЛОГИЙ – Студенческий научный форум

МЕТОД ПОЛИМЕРАЗНОЙ РЕАКЦИИ В ДИАГНОСТИКЕ ИНФЕКЦИОННЫХ И ПРИРОДНЫХ ПАТОЛОГИЙ – Студенческий научный форум

X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум – 2018

МЕТОД ПОЛИМЕРАЗНОЙ ЦЕПНОЙ РЕАКЦИИ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ИНФЕКЦИОННЫХ И НАСЛЕДСТВЕННЫХ ПАТОЛОГИЙ

    Авторы Рабочие файлы Сертификаты

Каждый вид микроорганизмов, растений или животных имеет уникальный набор хромосом. Их создает ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота. Небольшие фрагменты ДНК называются нуклеотидами, и их определенная последовательность составляет ген. Каждый ген кодирует синтез одного белка. Нуклеотидная последовательность уникальна. Для каждого вида живых организмов существуют общие участки ДНК, отвечающие за однородность внутри данного вида.

ДНК-анализ нескольких сотен микроорганизмов в исследуемом материале не выявит видоспецифических закономерностей. Необходимо умножить количество соответствующих генетических компонентов, что позволит их идентифицировать. Метод ПЦР решает эту проблему.

Современные, технологически продвинутые методы лабораторных исследований позволяют обнаруживать заболевания на ранней стадии. Инфекционные заболевания растут и развиваются, их становится все больше, и их становится все труднее и труднее обнаружить. ПЦР-диагностика (полимеразная цепная реакция) – одна из самых новых и точных. Большинство врачей занимаются этим анализом ежедневно и уже не представляют, как без него поставить правильный диагноз и определить стадию заболевания. Ученый Кэри Маллис был удостоен Нобелевской премии за его разработку.

Цель: изучить основы метода ПЦР-диагностики, применение метода, его достоинства и недостатки, ход исследования.

Цели:

1) Понимание сути метода диагностики ПЦР;

2) Ознакомьтесь с ходом обучения,

3) Рассмотреть достоинства и недостатки метода;

4) Определение областей применения ПЦР-исследования.

Полимеразная цепная реакция (ПЦР) – метод молекулярно-генетической диагностики, позволяющий обнаруживать различные типы инфекционных и наследственных патологий как у острых, так и у хронических пациентов, а также задолго до появления симптомов заболевания.

В ПЦР-анализе используются специальные ферменты, которые многократно копируют фрагменты РНК и ДНК, а также патогенные микроорганизмы, обнаруженные в биологическом материале человека. Копирование происходит в несколько этапов, что создает цепную реакцию. Затем специалисты лаборатории сравнивают полученные данные с общей базой данных и определяют патогены и их концентрацию. Диагностика проводится в специальном устройстве, которое выполняет охлаждение и нагрев трубки биоматериала и называется усилителем. Соблюдение температурного режима влияет на точность результатов испытаний.

Фрагменты ДНК микроорганизмов можно найти в следующих биологических материалах:

кровь и ее производные;

соскобы или мазки эпителиальных клеток;

Слизь и другие биологические выделения

биопсия слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта.

Помимо простого увеличения количества копий ДНК (этот процесс называется амплификацией), ПЦР позволяет выполнять множество других манипуляций с генетическим материалом (вводить мутации, сплайсинг фрагментов ДНК) и широко используется в биологической и медицинской практике, например, для диагностики заболеваний ( наследственный, инфекционный), для тестов на отцовство, для клонирования генов, внесения мутаций, выделения новых генов.

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА PCP

Диагностика инфекционных заболеваний с помощью полимеразной цепной реакции великолепна, ее можно использовать для выявления широкого спектра вирусов, вызывающих инфекции, такие как:

-ВИЧ – ПЦР Диагностика ВИЧ очень эффективна для выявления вируса, вызывающего это заболевание, блокирует защитные механизмы и открывает путь ко всем видам патологий в организме человека;

– Герпес – диагностика герпеса методом ПЦР позволяет выявить вирус у конкретного человека только во время рецидива заболевания, этот метод позволяет определить его тип;

– Инфекции мочеполовой системы – ПЦР-диагностика инфекций мочеполовой системы (хламидиоз, уреаплазмоз, гарднереллез, микоплазмоз, трихомониаз, кандидоз и др.) ) активно используется на сегодняшний день, так как с помощью традиционных тестов сложно определить возбудителя ИППП, в то время как ПЦР-диагностика инфекции позволяет выявить возбудители в минимальном образце и вовремя начать лечение;

-Гепатит – диагностика гепатита методом ПЦР является одним из важнейших шагов в определении причин его возникновения и назначении соответствующей схемы лечения, без применения современных молекулярных и биологических методов невозможно правильно диагностировать данную патологию;

Читайте также:  Есть ли у вашего ребенка симптомы прорезывания зубов?

-ПЦР-диагностика позволяет в кратчайшие сроки обнаружить даже единичные возбудители этого заболевания;

-Цитомегаловирус – ПЦР-диагностика этого заболевания считается прогрессирующей, но не определяет, является ли инфекция первичной или рецидивирующей, другими словами, не различает активные и неактивные вирусы.

туберкулез – диагностика туберкулеза методом ПЦР позволяет выявить наличие активной формы патологии в несколько раз быстрее, чем другие тесты; Также возможно проведение эпидемиологического контроля бактериурии на фоне явной стабилизации состояния пациента. Для диагностики туберкулеза у детей делают пробу Манту, при ее положительном результате метод ПЦР позволяет точно подтвердить установленный диагноз и определить не только туберкулез легких, но и поражения кожи, почек, кишечника и других органов, пораженных этим вирусом;

-Вирус папилломы человека – ПЦР-диагностика ВПЧ используется для определения его типа и помогает определить количественные и качественные характеристики вируса;

Клещевой энцефалит – результаты ПЦР являются наиболее достоверными при определении хронической формы заболевания;

-паразитарная инфекция – диагностика паразитов позволяет выявить простейшие заражения, а также внутриклеточных паразитов, но не определяет тяжесть инфекции и количество вредителей в организме;

– Инфекция Helicobacter – методом ПЦР можно выявить высокопатогенные и низкопатогенные штаммы Helicobacter pylori, что важно для прогноза заболевания и эффективной терапии.

Беременным женщинам назначают тест ПЦРК для выявления инфекций, передаваемых половым путем, которые значительно повышают риск развития рака шейки матки, негативно влияя на течение беременности и здоровье малыша. По этой причине диагностика ЗППП чрезвычайно важна для предотвращения заражения плода патогенными микроорганизмами.

Процесс тестирования состоит из нескольких этапов, каждый из которых требует определенного времени и температуры. В течение нескольких часов тысячная часть грамма бактериальной ДНК разделяется на материал для тестирования. В настоящее время можно многократно скопировать ДНК даже одной клетки, например, сперматозоида.

забор биологического материала (кровь, моча, выделения из влагалища, слюна и т. д.) у пациента и доставка его в лабораторию;

расщепление двух нитей ДНК, составляющих хромосому, и удаление из них посторонних веществ;

удвоение длины нити ДНК, что приводит к экспоненциальному увеличению количества нитей;

обработка полученного материала растворами, вызывающими специфическое свечение полученных фрагментов ДНК; это свечение используется для идентификации бактерии или вируса в источнике; электрофорез используется для разделения фракций ДНК.

Продолжительность теста 4-5 часов.

Подготовка к экзамену

Для обеспечения достоверных результатов необходимо придерживаться правил предварительной подготовки к тесту:

при введении слюны нельзя есть и пить лекарства за четыре часа до анализа, перед процедурой прополоскать рот кипяченой водой, а затем провести легкий массаж кожи для выхода секрета из железы;

Мочу обычно собирают дома. Перед этим нужно промыть половые органы и собрать в специальную емкость 50 мл первой утренней мочи, во время менструации собирать материал не рекомендуется;

Перед сдачей спермы мужчина не должен в течение трех дней вступать в половую связь, не посещать сауну, не принимать горячую ванну, не употреблять алкогольные напитки или острую пищу. Непосредственно перед исследованием запрещается мочиться в течение трех часов;

Для сдачи мазка из мочеполовых путей рекомендуется сексуальная пассивность в течение трех дней. За две недели до обследования запрещается прием антибиотиков. За неделю до обследования прекратите использование интимных гелей, мазей, вагинальных суппозиториев и не делайте обрызгивания. За три часа до приема биоматериала следует воздержаться от посещения туалета.

Кровь берется утром натощак.

ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ PSR TEST

Читайте также:  Питание при остеохондрозе: правильное питание, полезные и вредные продукты

Полимеразная цепная реакция имеет следующие преимущества. преимущества По сравнению с обычными методами определения возбудителей:

-высокая чувствительность теста позволяет идентифицировать даже отдельные факторы возбудителя, что дает возможность обнаруживать патологии на ранних стадиях, в хронических и скрытых формах;

– Универсальность метода позволяет использовать для исследования практически любой биоматериал, от слюны до клеток кожи;

Универсальность метода позволяет тестировать практически любой биоматериал, от слюны до клеток кожи; – Широкий охват – в одном образце можно идентифицировать несколько различных патогенов;

-точность – высокий уровень данного метода испытаний гарантирует отсутствие ложных показаний;

-Скорость – результат готов в среднем в течение пяти часов, т. е. пациент может забрать заявку на следующий день после доставки биоматериала;

-Относительно невысокая цена – стоимость данного метода диагностики не отличается от других лабораторных анализов крови;

-Данный метод может быть использован для доклинической и ретроспективной диагностики. Первый из них выявляет патогенные микроорганизмы еще до появления болезни, а второй проводится после начала патологии, что позволяет предотвратить развитие патологии и своевременно ее лечить, а также определить скрытые форма заболевания, протекающая без видимых симптомов.

Недостатки ПЦР в основном связаны с ее технической сложностью:

– необходимо выбрать подходящие последовательности РНК-праймера, а также подготовить смесь нуклеотидов для синтеза ДНК;

-Метод очень чувствителен, поэтому, если образец содержит разные виды микроорганизмов, он может дать ошибочные результаты;

-Он должен тщательно очищать исследуемый материал от загрязнения человеческими белками и лекарствами, так как они снижают точность диагностики;

-Контролируемое сравнение результатов с образцами, которые, как известно, содержат или не содержат микробный материал, а также отсутствие ДНК, необходимы для определения ошибок и загрязнения.

Ложноотрицательные результаты ПЦР вызваны неправильной методикой анализа и изменением генетической последовательности любого компонента реакции. Также бывают ложноположительные – когда нуклеотиды праймеров и других используемых реагентов случайно совпадают с одним из генов микроорганизма.

Диагностика инфекций с помощью ПЦР чрезвычайно точна – она ​​может обнаружить возбудителя, даже если в образце есть только одна молекула его ДНК. Благодаря этой функции ПЦР-анализ стал одним из наиболее эффективных диагностических инструментов как для определения наличия инфекции, так и для наблюдения за ходом лечения.

Можно сделать вывод, что лабораторная диагностика ПЦР помогает врачу поставить точный диагноз и порекомендовать эффективное лечение в каждом отдельном случае. Перспективы использования ПЦР и ее вариантов в медицине и биологии будоражат воображение – от тестирования новых лекарств на генном уровне до создания трансгенных организмов с заданными свойствами. Работы в этом направлении ведутся в крупнейших лабораториях мира, способствуя совершенствованию метода ПЦР также на оперативном уровне при диагностике инфекционных заболеваний человека.

Глик Б., Пастернак Дж. Молекулярная биотехнология. Правила и приложения. Перевод с англ.: World, 2002.- 589 с.,

Щелкунов С. Н. Генная инженерия – Новосибирск: Сиб. унив. издательство, 2004. – 496 с. ;

Патрушев Л. И. Искусственные генетические системы – М.: Наука, 2005 г. – в 2-х томах.

ПЦР-тестирование: как работает метод ПЦР в диагностике

ПЦР – это высокоточный диагностический метод и одно из важнейших открытий в биологии за последние десятилетия. ПЦР-тест используется уже почти 40 лет и считается наиболее точным и чувствительным методом диагностики инфекционных заболеваний.

ПЦР – уникальный и универсальный метод, используемый не только в клинической лабораторной диагностике, но и в биологии, криминалистике, археологии и многих других областях науки. Для анализа необходимо небольшое количество биоматериала пациента.

Суть метода ПЦР

ПЦР – это полимеразная цепная реакция. Метод основан на обнаружении даже малых концентраций искомого диагностического элемента. Метод искусственного увеличения количества РНК или ДНК используется для определения изначально очень низких концентраций РНК или ДНК, которые необходимо определять на основном этапе исследования. А поскольку они специфичны и строго индивидуальны для каждого микроорганизма или животного из-за уникальности нуклеотидных последовательностей во фрагментах, ошибка в определении целевой ДНК или РНК исключена.

Читайте также:  Мазь Левомеколь - инструкция по применению, чем она хороша, для чего применяется?

Генетическая информация каждого живого организма хранится в ДНК. Эта молекула состоит из двух нитей, переплетенных в одну спираль. Некоторые вирусы (например, COVID-19) хранят свой код в РНК, одной цепи нуклеотидов.

Последовательность нуклеотидов уникальна для каждого организма, включая вирусы, бактерии и грибы. Это можно сравнить с отпечатком пальца или сканированием сетчатки глаза человека. Укороченные нуклеотидные последовательности, характерные для конкретных видов возбудителей (возбудителей опасных заболеваний), хранятся в базах данных научных лабораторий в виде праймеров – отдельных участков ДНК, характерных только для данного возбудителя. Они намного короче по длине, чем любой цельный фрагмент ДНК. Такие праймеры прикрепляются к ДНК возбудителя в образце и при катализе многократно реплицируют свои дубликаты. Этот процесс называется «репликацией» – многократное усиление, дублирование желаемого сайта до тех пор, пока он не станет доступным для обнаружения. Процесс репликации возможен только при наличии ДНК патогена в образце.

Преимущества метода ПЦР

Высокая специфичность. Метод ПЦР определяет данную нуклеотидную последовательность, специфичную для данного патогена. Таким образом, специфичность теста достигает 100%. Исключается риск ложных срабатываний. Нежность. Всего нескольких молекул ДНК патогена (или даже неактивных – поврежденных вирусных частиц, которые сохраняют определенные участки ДНК в достаточном количестве) достаточно, чтобы ПЦР обнаружила патоген в тесте. Скорость доставки. Лаборатория получает результат ПЦР в течение нескольких часов, клиент – на следующий день. Скорость постановки диагноза важна для своевременного лечения. Например, при диагностике бактериальных инфекций классическое разведение занимает несколько дней, а благодаря ПЦР-анализу пациент может принять меры и начать лечение за один день. Универсальность. Для тестирования подходит любой биоматериал: кровь, моча, сперма, мокрота, гной, абсцессная жидкость и т. Д. Более того, ПЦР используется в самых разных областях науки и медицины, даже там, где другие методы бессильны. Диагностика скрытых инфекций. ПЦР-диагностика позволяет выявить возбудителя инфекции даже в инкубационном периоде и в латентном течении болезни.

Какие есть недостатки

Показания к проведению ПЦР-анализа

Подготовка к проведению ПЦР-теста

Как проводится ПЦР-анализ

Результаты ПЦР-теста

Результаты ПЦР доступны в течение одного дня. Иногда можно провести срочное обследование – его часто используют в случае оказания неотложной медицинской помощи при госпитализации. Тогда время получения результата сокращается до нескольких часов.

Результаты ПЦР-теста дадут вам точную информацию о том, какая инфекция была обнаружена. Для количественных исследований тест также определяет вирусную или бактериальную нагрузку на организм. В этом случае результаты будут включать титр обнаруженного патогена (количество на миллилитр образца). Количественный анализ особенно важен при диагностике заболеваний, вызываемых условно-патогенными микроорганизмами, которые присутствуют почти у каждого человека в течение нормальной жизни. Такие микроорганизмы представляют угрозу только тогда, когда их много и к тому же они мирно сосуществуют с хозяином.

Оцените статью
Добавить комментарий