مشاوره و راه‌اندازی آزمایشگاه تشخیصی مولکولی

تشخیص‌های مولکولی در سال‌های اخیر وارد حوزه‌های درمانی شده‌اند و با تغییر در نگرش و بینش متخصصان در مورد بیماری‌ها، باعث ایجاد تحول در مراقبت‌های بهداشتی گردیده‌اند. درآزمایشگاه‌های تشخیصی مولکولی، مواد ژنتیکی یا پروتئین‌های مرتبط با یک بیماری یا یک شرایط خاص مورد شناسایی و ارزیابی کمی و کیفی قرار گرفته می‌شوند. در این شرایط درک مکانیسم‌های اساسی بیماری‌ها، تسهیل شده و برای پزشکان برای درمان‌های کارآمدتر راهگشا خواهد بود. پیشرفت مستمر در تکنولوژی، سرعت و عملکرد تشخیص مولکولی را افزایش داده و امروزه تعیین توالی کل ژنوم تقریباً برای همگان در دسترس می‌باشد. قابلیت انجام تست‌های مولکولی بصورت اتوماتیک این امکان را فراهم آورده که این نوع از تست‌ها برای کل مناطق جهان در دسترس باشند. تشخیص مولکولی بخش گسترده از تست‌های تشخیصی را در برمی گیرد که به معنای واقعی کلمه سلامت فرد در سطح مولکولی ارزیابی می‌شود. در این تکنیک‌ها توالی‌های خاصی در DNA، RNA و پروتئین‌ها شناسایی و اندازه ‌گیری می‌شوند. این تکنیک‌ها همچنین می‌توانند حضور ویروس‌ها ، باکتری‌ها و سایر سلول‌های خاص را شناسایی و اندازه گیری نمایند.

طراحی آزمایشگاه مولکولی

تاسیس آزمایشگاه مولکولی به فضای کافی، تجهیزات فنی مناسب و نیرو انسانی واجد شرایط نیاز دارد. الزامات تاسیس یک آزمایشگاه استاندارد با توجه به نوع فعالیت آزمایشگاه می‌تواند متفاوت باشد ولی چندین معیار اساسی وجود دارد که بهتر است رعایت شوند. یکی از مهمترین نکاتی که در طراحی آزمایشگاه مولکولی باید مورد توجه قرار گیرد، شرایط فیزیکی آزمایشگاه است. روش‌های مبتنی بر PCR به آلودگی بسیار حساس هستند و هدف اصلی در طراحی فضاهای آزمایشگاه مولکولی جلوگیری از ایجاد آلودگی است. به دست‌آوردن مقدار زیادی محصول PCR از یک الگوی بسیار کم یک مزیت ویژه برای PCR محسوب می‌شود اما همین ویژگی در صورت وجود آلودگی منجر به نتایج نادرست و کاذب می‌گردد. نتایج مثبت کاذب ممکن است ناشی از انتقال از یک نمونه به نمونه دیگر، آلودگی متقابل از نمونه‌هایی که بطور همزمان آماده می‌شوند ، محصولات PCR قبلی و آلوده بودن محلول‌ها و مواد مورد استفاده باشد. در روش Real Time PCR معمولاً لوله‌ها بسته می‌مانند و خطر ایجاد آلودگی کاهش می‌یابد. با توجه به اینکه تکنیک‌های اصلی مورد استفاده در آزمایشگاه‌های مولکولی مبتنی بر PCR هستند، می‌توان آن‌ها را به دو فرآیند اصلی قبل از PCR(آماده‌ سازی نمونه و آماده‌ سازی مخلوط PCR) و بعد از PCR(انجام PCR و آنالیزهای بعد از آن) تقسیم‌بندی نمود. ضروری است این مراحل در فضاهای جداگانه‌ای تحت عنوان "تمیز" و "کثیف" انجام شوند. ناحیه‌ی تمیز در واقع ناحیه‌ای است که تمام مراحل قبل از PCR مانند پردازش نمونه، استخراج DNA/RNA و آماده‌ سازی PCR در آن انجام می‌شود. ناحیه کثیف هم فضایی است که در آن محصولات PCR(Amplicons) تولید و مورد ارزیابی قرار گرفته می‌شوند. کارکنان آزمایشگاه باید تمام معرف‌ها ، مواد و تجهیزات موجود در این فضاها را همیشه جدا از هم نگه دارند و انتقال این اقلام از فضای کثیف به فضای تمیز مجاز نمی‌باشد. با جداسازی فیزیکی اتاق‌های تمیز و کثیف از همدیگر و انجام فعالیت‌های قبل و بعد از PCR در فضاهای جداگانه آلودگی به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد. بنابراین در هنگام طراحی آزمایشگاه مولکولی ، حداقل دو فضای مجزا باید در نظر گرفته شود. اتاق‌های تمیز و کثیف به ترتیب Pre-PCR و Post-PCR گفته می‌شوند. با این حال در صورت وجود فضای کافی، برای ایجاد یک آزمایشگاه مولکولی ایده‌آل بهتر است چهار اتاق مجزا برای آماده‌سازی معرف‌ها، آماده‌سازی نمونه، مرحله PCR و مراحل پس از PCR در نظر گرفته شود. هر اتاق باید تجهیزات لباس و مواد مصرفی خود را داشته باشد و نباید مواد و تجهیزات بین اتاق‌ها جابه‌جا شود.

گردش کار در آزمایشگاه‌های مولکولی باید یکطرفه و از سمت تمیز به سمت کثیف باشد و هیچ ماده ای ازسمت کثیف نباید به سمت تمیز آورده شود. در صورتی که همه مراحل به ناچار باید در یک اتاق انجام شود، برای هر کاری باید هودها و فضاهای جداگانه در نظر گرفت و مراحل قبل و بعد از PCR را در ساعت‌های مختلف روز انجام داد. بعد از انجام هرکاری باید از نور UV برای استریل کردن فضاها استفاده شود.

طراحی و گردش کار در یک آزمایشگاه مولکولی بصورت زیر می باشد.

گردش هوا

فشار هوا در هر آزمایشگاه باید جداگانه تنظیم شود و هر فضایی باید تهویه مخصوص خود را داشته باشد. گردش هوا بین آزمایشگاه‌های قبل و بعد از PCR یکی از مهمترین منابع آلودگی در آزمایشگاه‌های مولکولی است. در فشار هوای مثبت، فشار هوای داخل اتاق بیشتر از فشار هوای بیرون اتاق است و از ورود مواد ناخواسته به داخل اتاق جلوگیری می‌شود. در اتاق قبل از PCR فشار هوا باید مثبت باشد تا از ورود هوای آلوده به داخل اتاق جلوگیری شود . از طرف دیگر فشار اتاق بعد از PCR باید منفی باشد تا هوا را در داخل خود نگه دارد و از خروج امپلیکون‌ها جلوگیری شود. درها باید بسته نگه داشته شوند تا فشار مثبت و منفی اتاق‌ها حفظ شود. اتاق‌های قبل و بعد از PCR باید کانال تهویه جداگانه داشته باشند و در جهت‌های مختلفی باز شوند.

تابش نور ماوراء بنفش

اشعه UV باعث آسیب DNA می‌شود و برای از بین بردن آلودگی‌های DNA می‌تواند مفید باشد. DNA درحالت خشک در برابر UV مقاوم‌تر از DNA محلول در آب می‌باشد و بنابراین استفاده از UV برای حذف آلودگی از سطوح خشک آزمایشگاهی اثر کمتری دارد. منبع نور UV را میتوان روی سقف یا روی میز آزمایشگاه قرار داد و اُزن تولید شده ناشی از تابش اشعه ماوراء بنفش باید تهویه گردد. در نتیجه اکسیداسیون، رسوباتی روی شیشه لامپ جمع می‌شود که اثربخشی UV را کاهش می‌دهد و این رسوبات ماهانه باید حذف شوند.

جلوگیری از آلودگی

تست‌های مولکولی در اغلب موارد کاملاً حساس و اختصاصی هستند و نتایج بسیار دقیقی را در پی خواهند داشت. مکانیسم‌های کنترلی متعددی مانند تایید توالی پرایمر و پروب، بهینه بودن شرایط انجام آزمایش و استفاده از کنترل‌های منفی برای کاهش نتایج مثبت کاذب باید اعمال شود. روش‌های تشخیصی فعلی بسیار حساس بوده و امکان تشخیص و تکثیر یک مولکول DNA را دارند. بنابراین امکان تکثیر و تشخیص آلودگی‌های DNA را باید مد نظر قرار داد و استراتژی پیشگیری از آلودگی باید در اولویت آزمایشگاه‌های مولکولی قرار گیرد.

آلودگی متقاطع (Cross-Contamination) یکی از منابع خطا و آلودگی در آزمایشگاه‌های مولکولی است و ممکن است در هر مرحله از فرآیند پردازش نمونه یا در حین استخراج DNA رخ دهد و در نتیجه باعث نتایج مثبت یا منفی کاذب می‌شود. میکروارگانیسم‌ها (ویروس‌ها، باکتری‌ها و..) نیز ممکن است در طی این فرآیندها از یک مورد به مورد دیگر منتقل شوند.

DNA تکثیر شده از واکنش‌های قبلی، کنترل‌های مثبت مورد استفاده در آزمایشات، نمونه‌های حاوی پلاسمید، لباس‌ها، زباله‌های آزمایشگاهی و سطوح تمیز نشده، از منابع بالقوه آلودگی در آزمایشگاه‌های مولکولی هستند. به منظور پیشگیری از آلودگی و کنترل آن، شرایط فیزیکی مناسب، طراحی فضاها، بکارگیری دقیق تکنیک‌های آزمایشگاهی، پروتکل‌های کنترل محیطی و برنامه گردش کار ضروری است و فقط پرسنل مسئول و آموزش دیده باید در محیط آزمایشگاه حضور داشته باشند.

مدیریت کیفیت در تمام مراحل ارزیابی آزمایشگاه تشخیص مولکولی ضروری است و یک جزء مهم در انجام آزمایشات مولکولی محسوب می‌شود.

در صورتی‌ که قصد راه‌اندازی آزمایشگاه مولکولی ژنتیک و تشخیص بیماری‌های عفونی را دارید با کارشناسان شرکت نماژن‌آزما تماس بگیرید.

آینده‌ی تشخیص مولکولی

فن‌آوری‌های تشخیصی به سرعت در حال پیشرفت هستند و باید پذیرفت که در مراحل اولیه درک استفاده از مفاهیم پیچیده ژنومیکس و پروتئومیکس هستیم و بسیاری از وعده‌های تشخیص مولکولی هنوز محقق نشده‌اند. شناسایی نشانگرهای مولکولی در جمعیت‌های مختلف ، شناسایی سریع پاتوژن‌ها، مولتی‌پلکس کردن آزمایشات، توالی یابی ژنتیکی، ادغام روش‌های ژنتیکی با فن‌آوری IT و روش‌های تحلیل داده‌ها از چالش‌های پیش‌رو است. انتظار می‌رود تلفیق فن‌آوری‌های جدید مانند نانو با تکنینک‌های تشخیصی فعلی، کارایی بیشتری را در پی داشته باشد. این فن‌آوری می‌تواند علاوه بر افزایش حساسیت و اختصاصیت تست‌های تشخیصی امکان مولتی‌پلکس کردن را نیز فراهم کند. توالی‌یابی مبتنی بر نانو از دیگر رویکردهایی است که مورد توجه پژوهشگران قرار دارد. در نهایت پیشرفت‌ها به سمتی باید بروند که این دسته از تست‌های تشخیصی در آزمایشگاه‌های کمتر تخصص یافته نیز به آسانی قابل انجام باشند و زمان انجام آزمایشات نیز کاهش یابد.