انساني وسيلن جو مرڪز
مائع بايوپسي جي بنياد تي ڪينسر جي ابتدائي سڃاڻپ ڪينسر جي سڃاڻپ ۽ تشخيص جي هڪ نئين هدايت آهي جيڪا تازو سالن ۾ آمريڪي نيشنل ڪينسر انسٽيٽيوٽ پاران تجويز ڪئي وئي آهي، جنهن جو مقصد ابتدائي ڪينسر يا اڃا به اڳڪٿي ڪندڙ زخمن کي ڳولڻ آهي. اهو وڏي پيماني تي مختلف خرابين جي شروعاتي تشخيص لاءِ هڪ ناول بايو مارڪر طور استعمال ڪيو ويو آهي، جن ۾ ڦڦڙن جو ڪينسر، گيسٽرو انٽيسٽينل ٽيومر، گليوما ۽ گائنيڪولوجيڪل ٽيومر شامل آهن.
ميٿيليشن لينڊ اسڪيپ (ميٿيل اسڪيپ) بايو مارڪرز جي سڃاڻپ لاءِ پليٽ فارمن جي ظهور ۾ ڪينسر جي موجوده ابتدائي اسڪريننگ کي نمايان طور تي بهتر بڻائڻ جي صلاحيت آهي، مريضن کي ابتدائي علاج جي قابل مرحلي تي رکي ٿي.
تازو، محققن هڪ سادي ۽ سڌي سنسڪرت واري پليٽ فارم تيار ڪئي آهي جنهن ۾ سسٽامين سينگاريل سون نانو پارٽيڪلز (سسٽ/اي يو اين پي) جي بنياد تي ميٿيليشن لينڊ اسڪيپ جي سڃاڻپ ڪئي وئي آهي، جيڪو اسمارٽ فون تي ٻڌل بايو سينسر سان گڏ آهي جيڪو مختلف قسم جي ٽامي جي تيز ابتدائي اسڪريننگ کي قابل بڻائي ٿو. رت جي نموني مان ڊي اين اي ڪڍڻ کان پوءِ 15 منٽن اندر ليوڪيميا جي شروعاتي اسڪريننگ ڪري سگهجي ٿي، 90.0٪ جي درستگي سان. مضمون جو عنوان آهي سسٽامين سان ڍڪيل اي يو اين پي ۽ مشين لرننگ سان فعال اسمارٽ فون استعمال ڪندي انساني رت ۾ ڪينسر جي ڊي اين اي جي تيز ترين سڃاڻپ.
شڪل 1. Cyst/AuNPs حصن ذريعي ڪينسر جي اسڪريننگ لاءِ هڪ سادو ۽ تيز سينسنگ پليٽ فارم ٻن سادي قدمن ۾ مڪمل ڪري سگهجي ٿو.
هي شڪل 1 ۾ ڏيکاريل آهي. پهرين، ڊي اين اي جي ٽڪرن کي ٽوڙڻ لاءِ هڪ آبي محلول استعمال ڪيو ويو. پوءِ سسٽ/اي يو اين پي کي مخلوط محلول ۾ شامل ڪيو ويو. عام ۽ خراب ڊي اين اي ۾ مختلف ميٿائليشن خاصيتون هونديون آهن، جنهن جي نتيجي ۾ ڊي اين اي جا ٽڪرا مختلف خود اسيمبلي نمونن سان هوندا آهن. عام ڊي اين اي ڍلو ٿي ويندو آهي ۽ آخرڪار سسٽ/اي يو اين پي کي گڏ ڪندو آهي، جنهن جي نتيجي ۾ سسٽ/اي يو اين پي جي ڳاڙهي-شفٽ ٿيل نوعيت پيدا ٿيندي آهي، ته جيئن ڳاڙهي کان جامني رنگ ۾ تبديلي کي ننگي اک سان ڏسي سگهجي. ان جي ابتڙ، ڪينسر ڊي اين اي جي منفرد ميٿائليشن پروفائل ڊي اين اي جي ٽڪرن جي وڏن ڪلسٽرن جي پيداوار جو سبب بڻجندي آهي.
96 کوهن واري پليٽن جون تصويرون اسمارٽ فون ڪئميرا استعمال ڪندي ورتيون ويون. ڪينسر جي ڊي اين اي کي اسپيڪٽرو اسڪوپي تي ٻڌل طريقن جي مقابلي ۾ مشين لرننگ سان ليس اسمارٽ فون ذريعي ماپيو ويو.
حقيقي رت جي نمونن ۾ ڪينسر جي اسڪريننگ
سينسنگ پليٽ فارم جي افاديت کي وڌائڻ لاءِ، جاچ ڪندڙن هڪ سينسر لاڳو ڪيو جيڪو حقيقي رت جي نمونن ۾ عام ۽ ڪينسر واري ڊي اين اي جي وچ ۾ ڪاميابي سان فرق ڪري ٿو. سي پي جي سائيٽن تي ميٿيليشن جا نمونا ايپي جينياتي طور تي جين جي اظهار کي منظم ڪن ٿا. تقريبن سڀني ڪينسر جي قسمن ۾، ڊي اين اي ميٿيليشن ۾ تبديليون ۽ ان ڪري جين جي اظهار ۾ تبديليون جيڪي ٽومورجينيسس کي فروغ ڏين ٿيون، متبادل طور تي ڏٺيون ويون آهن.
ڊي اين اي ميٿيليشن سان لاڳاپيل ٻين ڪينسرن لاءِ هڪ ماڊل جي طور تي، محققن ليوڪيميا جي مريضن ۽ صحتمند ڪنٽرولن مان رت جا نمونا استعمال ڪيا ته جيئن ليوڪيميا ڪينسر کي فرق ڪرڻ ۾ ميٿيليشن لينڊ اسڪيپ جي اثرائتي جي جاچ ڪري سگهجي. هي ميٿيليشن لينڊ اسڪيپ بايو مارڪر نه رڳو موجوده تيز ليوڪيميا اسڪريننگ طريقن کان بهتر ڪارڪردگي ڏيکاري ٿو، پر هن سادي ۽ سڌي ٽيسٽ کي استعمال ڪندي ڪينسر جي وسيع رينج جي شروعاتي سڃاڻپ تائين وڌائڻ جي ممڪنيت کي پڻ ظاهر ڪري ٿو.
31 ليوڪيميا مريضن ۽ 12 صحتمند ماڻهن جي رت جي نمونن مان ڊي اين اي جو تجزيو ڪيو ويو. جيئن شڪل 2a ۾ باڪس پلاٽ ۾ ڏيکاريل آهي، ڪينسر جي نمونن جي نسبتي جذب (ΔA650/525) عام نمونن جي ڊي اين اي کان گهٽ هئي. اهو بنيادي طور تي وڌندڙ هائيڊروفوبيسيٽي جي ڪري هو جنهن جي نتيجي ۾ ڪينسر جي ڊي اين اي جي گهڻ مجموعي ٿي، جنهن سسٽ/AuNPs جي مجموعي کي روڪيو. نتيجي طور، اهي نانو ذرات مڪمل طور تي ڪينسر جي مجموعي جي ٻاهرين تہن ۾ منتشر ٿي ويا، جنهن جي نتيجي ۾ عام ۽ ڪينسر جي ڊي اين اي مجموعي تي جذب ٿيل سسٽ/AuNPs جي مختلف پکيڙ ٿي. پوءِ ROC وکر ΔA650/525 جي گھٽ ۾ گھٽ قدر کان وڌ قدر تائين حد کي مختلف ڪندي پيدا ڪيا ويا.
شڪل 2. (الف) سسٽ/AuNPs حلن جا لاڳاپا جذب قدر جيڪي بهتر حالتن ۾ عام (نيرو) ۽ ڪينسر (ڳاڙهو) ڊي اين اي جي موجودگي ڏيکارين ٿا.
(DA650/525) باڪس پلاٽن جو؛ (ب) آر او سي تجزيو ۽ تشخيصي ٽيسٽن جو جائزو. (ج) عام ۽ ڪينسر جي مريضن جي تشخيص لاءِ مونجهارو ميٽرڪس. (د) حساسيت، خاصيت، مثبت اڳڪٿي قدر (PPV)، منفي اڳڪٿي قدر (NPV) ۽ ترقي يافته طريقي جي درستگي.
جيئن شڪل 2b ۾ ڏيکاريل آهي، ترقي يافته سينسر لاءِ حاصل ڪيل ROC وکر (AUC = 0.9274) هيٺان علائقو اعليٰ حساسيت ۽ خاصيت ڏيکاري ٿو. جيئن باڪس پلاٽ مان ڏسي سگهجي ٿو، عام ڊي اين اي گروپ جي نمائندگي ڪندڙ گهٽ ۾ گهٽ نقطو ڪينسر ڊي اين اي گروپ جي نمائندگي ڪندڙ سڀ کان وڌيڪ نقطي کان چڱي طرح الڳ نه آهي؛ تنهن ڪري، عام ۽ ڪينسر گروپن جي وچ ۾ فرق ڪرڻ لاءِ لاجسٽڪ ريگريشن استعمال ڪيو ويو. آزاد متغيرن جي هڪ سيٽ کي ڏنو ويو، اهو هڪ واقعي جي ٿيڻ جي امڪان جو اندازو لڳائي ٿو، جهڙوڪ ڪينسر يا عام گروپ. منحصر متغير 0 ۽ 1 جي وچ ۾ آهي. تنهن ڪري نتيجو هڪ امڪان آهي. اسان ΔA650/525 جي بنياد تي ڪينسر جي سڃاڻپ (P) جي امڪان کي هيٺ ڏنل طور تي طئي ڪيو.
جتي b=5.3533,w1=-6.965. نموني جي درجه بندي لاءِ، 0.5 کان گهٽ جو امڪان هڪ عام نموني کي ظاهر ڪري ٿو، جڏهن ته 0.5 يا وڌيڪ جو امڪان ڪينسر جي نموني کي ظاهر ڪري ٿو. شڪل 2c ليو-اِٽ-اڪيلو ڪراس-ويليڊيشن مان پيدا ٿيندڙ مونجهاري ميٽرڪس کي ظاهر ڪري ٿو، جيڪو درجه بندي جي طريقي جي استحڪام کي درست ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويو هو. شڪل 2d طريقي جي تشخيصي ٽيسٽ تشخيص جو خلاصو پيش ڪري ٿو، جنهن ۾ حساسيت، خاصيت، مثبت پيشنگوئي قدر (PPV) ۽ منفي پيشنگوئي قدر (NPV) شامل آهن.
اسمارٽ فون تي ٻڌل بايو سينسر
اسپيڪٽرو فوٽو ميٽر جي استعمال کان سواءِ نموني جي جانچ کي وڌيڪ آسان بڻائڻ لاءِ، محققن مصنوعي ذهانت (AI) استعمال ڪئي ته جيئن محلول جي رنگ جي تشريح ڪري سگهجي ۽ عام ۽ ڪينسر واري فردن ۾ فرق ڪري سگهجي. ان کي ڏسندي، ڪمپيوٽر ويزن کي موبائل فون ڪئميرا ذريعي ورتل 96 ويل پليٽن جي تصويرن کي استعمال ڪندي سسٽ/AuNPs محلول جي رنگ کي عام DNA (جامني) يا ڪينسر واري DNA (ڳاڙهو) ۾ ترجمو ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويو. مصنوعي ذهانت خرچ گهٽائي سگهي ٿي ۽ نانو پارٽيڪل حلن جي رنگ جي تشريح ۾ رسائي کي بهتر بڻائي سگهي ٿي، ۽ ڪنهن به آپٽيڪل هارڊويئر اسمارٽ فون لوازمات جي استعمال کان سواءِ. آخرڪار، ٻن مشين لرننگ ماڊلز، جن ۾ رينڊم فاريسٽ (RF) ۽ سپورٽ ویکٹر مشين (SVM) شامل آهن، کي ماڊل ٺاهڻ لاءِ تربيت ڏني وئي. RF ۽ SVM ٻنهي ماڊلز 90.0٪ جي درستگي سان نمونن کي مثبت ۽ منفي طور تي صحيح طور تي درجه بندي ڪيو. اهو مشورو ڏئي ٿو ته موبائل فون تي ٻڌل بايو سينسنگ ۾ مصنوعي ذهانت جو استعمال ڪافي ممڪن آهي.
شڪل 3. (الف) تصوير حاصل ڪرڻ واري مرحلي لاءِ نموني جي تياري دوران رڪارڊ ڪيل محلول جو ٽارگيٽ ڪلاس. (ب) تصوير حاصل ڪرڻ واري مرحلي دوران ورتل مثال تصوير. (ج) تصوير مان ڪڍيل 96-ويل پليٽ جي هر کوهه ۾ سسٽ/AuNPs محلول جي رنگ جي شدت (ب).
Cyst/AuNPs استعمال ڪندي، محققن ڪاميابي سان ميٿيليشن لينڊ اسڪيپ جي سڃاڻپ لاءِ هڪ سادي سينسنگ پليٽ فارم ۽ هڪ سينسر تيار ڪيو آهي جيڪو ليوڪيميا اسڪريننگ لاءِ حقيقي رت جي نمونن کي استعمال ڪندي عام ڊي اين اي کي ڪينسر ڊي اين اي کان ڌار ڪرڻ جي قابل آهي. ترقي يافته سينسر اهو ظاهر ڪيو ته حقيقي رت جي نمونن مان نڪتل ڊي اين اي 15 منٽن ۾ ليوڪيميا جي مريضن ۾ ڪينسر ڊي اين اي (3nM) جي ننڍي مقدار کي تيزيءَ سان ۽ قيمت-مؤثر طريقي سان ڳولڻ جي قابل هو، ۽ 95.3٪ جي درستگي ڏيکاري. اسپيڪٽرو فوٽوميٽر جي ضرورت کي ختم ڪندي نموني جي جاچ کي وڌيڪ آسان بڻائڻ لاءِ، مشين لرننگ استعمال ڪئي وئي ته جيئن محلول جي رنگ جي تشريح ڪري سگهجي ۽ موبائل فون جي تصوير استعمال ڪندي عام ۽ ڪينسر جي ماڻهن جي وچ ۾ فرق ڪري سگهجي، ۽ درستگي پڻ 90.0٪ تي حاصل ڪرڻ جي قابل هئي.
حوالو: DOI: 10.1039/d2ra05725e
پوسٽ جو وقت: فيبروري-18-2023
رازداري سيٽنگون