Det japanske multinasjonale bildebehandlings- og elektronikkfirmaet Ricoh har utviklet en proprietær bioprinting-teknologi som nå brukes til å kontrollere DNA-molekyl-for-molekyl for nøyaktig å oppdage spormengder av virus i genetiske tester.
Mer spesifikt blir dette gjort i Polymerase Chain Reaction testing (PCR) -testing. PCR, på norsk polymerasekjedereaksjon (PKR)) er en metode for å amplifisere (lage mange kopier av) en bestemt DNA-sekvens uten bruk av levende organismer. Teknikken kan bare brukes til å lage korte sekvenser (maksimum rundt 40 kb), f.eks. et gen eller en del av et gen. Metoden ble oppfunnet i 1985 av Kary B. Mullis, og kan oppdage alle typer bakterier, parasitter, virus og sopp, med utgangspunkt i DNA eller RNA. Denne metoden har i det siste blitt vanlig over hele verden siden COVID-19-pandemien begynte.
Den kan potensielt oppdage DNA selv om man bare har til rådighet et enkelt molekyl, ved å forsterke det. Imidlertid indikerte Ricoh at det i virkeligheten ikke kan oppdage ekstremt små mengder DNA i noen tester på grunn av utilstrekkelig presisjonskontroll i apparatet eller ufullkommen ytelse og kvalitet på reagenser, noe som fører til falske negativer, der virus ikke kan oppdages selv om personen er smittet, og dette gjør nøyaktig diagnose av virussykdommer utfordrende.
Faktisk har forskere i USA advart om at det er en økende bekymring fra over-avhengigheten av COVID-19-tester siden de fleste testene rundt om i verden bruker PCR-teknologi for å oppdage spor av coronavirus i slimprøver, og disse er ikke 100 prosent pålitelig.
Ricoh vil nå markedsføre sin nyutviklede Ricoh Standard DNA-serie som referansemateriale for genetiske testapplikasjoner der PCR brukes, for å overvinne utfordringer i PCR-testing. Standard DNA-serien gjør det mulig å injisere et spesifikt antall DNA-molekyler, i enheter av en, i containere som brukes til genetisk testing, noe som ifølge selskapet betyr at nøyaktigheten i PCR-tester kan sikres selv i lave konsentrasjoner på under 100 molekyler.
Ved å utnytte sin bioprint-teknologien har Ricoh med dette skapt ny verdi gjennom innovasjon. Faktisk har selskapet nå utvidet bruken av dette produktet ved å utvikle referanse-DNA-plater for spesifikke typer virus, inkludert det nye koronaviruset SARS-CoV-2, i stedet for bare å levere referanse-DNA-plater for norovirus – en av de vanligste virale årsakene av gastroenteritt. Foreløpig er disse platene bare tilgjengelige i Japan.
Ricoh antydet at nøyaktigheten av PCR-tester bestemmes av deres følsomhet og spesifisitet. Følsomhet refererer til andelen tilfeller der personer smittet med viruset (sanne positive) er korrekt identifisert som positive. Spesifisitet refererer til andelen tilfeller der personer som ikke er smittet med viruset (ekte negativer) er korrekt identifisert som negative. De hevder at en av årsakene til unøyaktig deteksjon kan være utilstrekkelig bekreftelse av følsomheten og spesifisiteten til PCR-testen. I tillegg er det deteksjonsgrenser med PCR-testing når sporemengder av et virus under en viss grense ikke kan oppdages. I tilfelle en prøve har et virusnivå under deteksjonsgrensen på tidspunktet for testen, vil resultatet av PCR-testen være negativt, selv om viruset er til stede i prøven, og følgelig vil resultatet være et falskt negativt og kan føre til nye infeksjoner fordi pasienter utfører daglige aktiviteter uten å innse at de er smittet. Å redusere falske negativer kan derfor bidra til å redusere risikoen for smittespredning.
For å verifisere påvisningsgrensen og følsomheten for PCR-testing, og for å måle og kontrollere ytelsen og kvaliteten til testinstrumenter og reagenser nøyaktig, er det nødvendig å bruke referansemateriale der antallet DNA-molekyler er spesifisert nøyaktig som en standard i testen. Referansemateriell for genetiske tester er allerede levert av flere selskaper og forskningsinstitutter, men de er sterkt konsentrerte materialer, og selv om høye konsentrasjoner er ok, har det vært vanskelig med lave konsentrasjoner på under 100 molekyler å bedømme hvorvidt målingen er nøyaktig.
Dette problemet med PCR-testing har Ricoh oppnådd å løse. De hevder at deres produkt bruker bioprinting-teknologi med en unik inkjet-metode for å fordele DNA-molekyler i brønnene på plater eller reagensrør for genetisk testing i enheter. Dette betyr at det ikke er noen variasjon i antall DNA-molekyler, selv ikke i lave konsentrasjoner, og det gjør det mulig å utføre streng presisjonskontroll og kvalitetskontroll over genetiske testmetoder, testanordninger og reagenser. Antallet DNA-molekyler som er injisert per brønn kan også økes trinnvis etter behov.
For å nøyaktig verifisere genetiske tester, apparater og reagenser, trenger forskere en skala eller benchmark hvor antallet DNA-molekyler bestemmes, hevder Ricoh. Gjennom felles forskning har Ricoh utviklet en teknologi for å produsere en beholder med et foreskrevet antall DNA-molekyler, kalt en referanse-DNA-plate. Og fordi antallet DNA-molekyler er nøyaktig kontrollerte – molekyl-for-molekyl – vil teknologien muliggjøre strengere kvalitetskontroll av genetiske tester, reagenser og genetiske testmetoder, samt øke påliteligheten av disse genetiske testene.
Fra sitt hovedkvarter i Tokyo, hvor selskapet driver sin egen 3D bioprinter-teknologi, vil Ricoh begynne å markedsføre sin nyutviklede Ricoh Standard DNA-serie som referansemateriale for genetiske testapplikasjoner der PCR brukes.
Kilde: 3Dprint.com
