IBM mål for personlig medisin med DNA-chip

Selskapet planlegger å utvikle en brikke som raskt kan kartlegge genetisk kode som finnes i biologiske strukturer av organismer. Chippen vil forsøke å forstå genetisk kode ved å sekvensere DNA-strenger - den grunnleggende byggesteinen i livet - for å bidra til å individualisere medisinsk behandling for pasienter, sier Gustavo Stolovitzky, en forsker og leder av funksjonell genomforskning ved IBM Research.

IBM håper at genoomleseren kan kartlegge genetisk kode om noen minutter til en pris på mellom USD 100 og $ 1000, sa han.

"Folk vil ikke dø … av bivirkninger (fra upassende stoffer) eller vi vil vite litt bedre hvordan de kan tilpasse deres livsstil til deres genetiske sminke, sier Stolovitzky. "Ingen ønsker å bli behandlet som en gjennomsnittlig pasient. Alle ønsker å bli behandlet som en individuell pasient."

Forståelse av den genetiske koden ved å lese DNA vil hjelpe til med å oppdage sykdommer og forbedre kvaliteten på behandlingen som tilbys til pasienter, sa Stolovitzky.

Genomleseren er utformet som en silisiumbrikke hvor DNA blir gjenget gjennom en pore i brikken, og dens egenskaper utleses i rekkefølge. Brikken har små elektroder for å produsere elektriske felt som kan fange negativt ladede DNA-molekyler, hvoretter brikken vil måle og sekvensere DNA. Komponenter integrert i brikken inkluderer kjemiske, fysiske og atomiske lag som hjelper til å evaluere molekylene og sekvensere den genetiske sammensetningen. En mikroprosessor, som sannsynligvis vil ligge utenfor brikken, vil også være nødvendig for DNA-sekvensering.

DNA-lesebrikken kan også brukes til andre bioteknologiske applikasjoner som involverer sekvensering av DNA fra mennesker, dyr, bakterier og grønnsaker, sier Stolovitzky.

Til slutt har selskapet til hensikt å krympe brikken til bruk i håndholdte medisinske enheter som pasienter kan deponere en prøve for å få deres DNA til å lese om noen sekunder eller minutter. Enheten kan være mye som en glukosemåler, hvor brukerne legger ned bloddråpe og enheten viser blodsukkernivået på noen få sekunder, sa Stolovitzky.

Byggingen av brikken er det første steget, og IBM vil fortsett sin DNA-forskning for å hjelpe brikken nøyaktig å kartlegge genetisk kode.

"Vi er i en prosess der vi skal ha milepæler … [over] tre år. I slutten av tre år vil vi vite om det er mulig eller ikke, Sa Stolovitzky.

Han kunne ikke forutsi når teknologien ville være kommersielt tilgjengelig. Men hvis det blir tilgjengelig, kan det gis til pasienter via legekontorer eller i håndholdte medisinske apparater. Slike DNA-sekvenser kunne eliminere sekvenser av laboratorietester som for øyeblikket de siste ukene, sa han.

IBMs forskning ville representere en fremgang i forhold til tidligere genomsekvenseringsarbeid som var kostbare og tok år å oppnå. Det aller første genetiske sekvenseringsprogrammet, Human Genome Project, ble fullført i 2003 etter 13 års innsats til en kostnad på 3 milliarder dollar. Forskningsprosjektet ble hovedsakelig finansiert av US Department of Energy og National Institutes of Health.

Den genetiske sekvenseringsinnsatsen bringer IBMs nanoteknologi sammen med forskning som omgir flere vitenskapelige disipliner. IBM har påbegynt andre DNA-forskningsinnsatser, inkludert et eksperiment for å bruke DNA som en måte å lage små kretser, et prosjekt som ikke er relatert til den genomiske leseren.