Cookies op Tweakers

Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Zweedse onderzoekers gebruiken smartphone voor dna-analyse

Door , 16 reacties

Zweedse onderzoekers hebben het voor elkaar gekregen om een dna-analyse uit te voeren door middel van een microscoop die gebruikmaakt van de camera van een smartphone. De bedoeling is om dergelijke analyses buiten laboratoria mogelijk te maken.

Het dna sequencen met behulp van een smartphone is nog niet iets dat mensen thuis kunnen uitvoeren. Het opzetten van de benodigdheden en het bedienen van de apparatuur vereist nog altijd een laboratoriummedewerker, zeggen de onderzoekers in vaktijdschrift Nature. Desondanks wordt dna-sequencing mogelijk op plekken waar geen laboratorium is en waar medisch specialisten een lab ook niet snel kunnen bereiken.

De setup werkt met een Nokia Lumia 1020, een telefoon die afbeeldingen kan maken met 38 megapixels met een 1/1,5"-sensor. Daar schoven de onderzoekers een externe lens voor om 2,6x vergroting mogelijk te maken. Daarnaast zorgen een wit ledje en twee lasers voor het benodigde licht. De dna-sequencing om kankertumoren te analyseren bleek via de setup met het prototype vlekkeloos te werken.

Het is afgelopen jaren al veel vaker gebeurd dat onderzoekers smartphones gebruiken om medische apparatuur die voorheen alleen in laboratoria gebruikt kon worden draagbaar te maken, zodat ze beschikbaar kunnen zijn in afgelegen gebieden. Zo zijn er onder meer accessoires verschenen voor testen van bijvoorbeeld hiv en syfilis en hersenscans.

Arnoud Wokke

Redacteur mobile

18 januari 2017 20:51

16 reacties

Linkedin Google+

Reacties (16)

Wijzig sortering
Ja ho ff!!

Ze hebben de microscoop vervangen door een smartphone camera! Meer niet. De hele restrictie analyze, PCR gedeelte en de verwerking van de beelden gaat nog op de normale manier.

Je kunt namelijk helemaal geen deftige machine learning software draaien op een smartphone. Zeker niet op een lumia 1020. Alleen dure implementaties zoals die van apple voor gezichtsherkenning zijn wel te doen kmdat daar een mega budget tegenaan is gegooid voor de ontwikkeling en alle mogelijke optimalisaties voor cpu gebruik.

Edit: ik wil het best verder uitwerken nog waarom dit een beetje vergezocht is maar ben nu ff op de sportschool :P

Edit2:

Hier een mooi stuk uit het originele artikel waarmee ik goed kan aangeven waarom dit nog totaal niet klaar is voor mobiel gebruik en dat het echt een kleine kostenbesparing is. De random nummers in de tekst zijn verwijzingen naar andere artikelen waarvoor je het originel er even bij moet pakken.
The bottleneck in molecular pathology, however, is usually not the availability of lab technicians, but of pathologists. Nevertheless, further automation may facilitate broader implementation and use of our approach in clinical settings. To explore the initial feasibility of integration with micro-fluidics, we also imaged in situ RCA assays using the mobile phone microscope directly through a flow cell attached to a sample slide (Supplementary Fig. 12), which showed quite promising results, suggesting that liquid handling can also be integrated onto the same mobile-phone-based interface. However, preparation of tumour cryo-sections, as used in our work, still requires skilled personnel and infrastructure, which may not be available in resource-limited settings. As an alternative, tumour touch imprints can be used as a simple method to prepare samples at POC, especially in resource-limited environments 18. In this rapid procedure, tumours are gently pressed onto a microscope glass slide leaving a layer of cells attached to the surface with partially preserved morphological structure 18. These tissue fragments can then be subjected to the point mutation assay 17 and quantified using our mobile platform.
Tumour touch imprints is echter wel een totaal andere factor van kwaliteit. Ook bij een kwantitatieve test als dit is kwaliteit van het materiaal belangrijk. tumour cryo-sections zijn veel betrouwbaarder als het gaat om de hoeveelheid resultaat.

Het is alsof je bij google naar iets gaat zoeken en je slechts een resultaat krijgt. Je kunt dan nooit verifiëren of die info waar is. Op het moment dat je veel meer resultaten krijgt kun je controleren of dat ook daadwerkelijk klopt met wat je verwacht (het eerste resultaat). Een hoge recall (compleetheid van de resultaten) is dus wel degelijk van belang bij een kwantitatieve test. Daarnaast is de voorbereiding enorm belangrijk als je de precisie en specificiteit van je apparatuur gaat verlagen, want dat doe je wel als je een smartphone camera gebruikt die wel degelijk erg veel ruis oplevert (en laat die ruis nou net dezelfde kleur zijn als datgene dat je wil zien).

[Reactie gewijzigd door supersnathan94 op 18 januari 2017 22:37]

De image analysis die bij DNA sequencing komt kijken is veel minder complex dan wat Apple, Google, Facebook en andere databedrijven met foto's doen. Een DNA-sequencer hoeft alleen maar heel veel stipjes te zien en daarvan te bepalen welke kleur het stipje is. Gezien de beperkingen van de hier gebruikte optica zullen dat niet extreem veel stipjes zijn. Ik kan zo gauw niet vinden of ze iets van analyse op de telefoon doen, maar met een deftige laptop ernaast lukt het zeker.

Bekijk deze Youtube-video om een idee te krijgen van hoe Next Generation Sequencing werkt, als je bovenstaande niet helemaal kunt volgen.

Ik heb het Nature-artikel vluchtig doorgelezen en ik krijg de indruk dat het (nog) niet mogelijk is om hiermee hele sequenties af te lezen. Ze hebben gezocht naar specifieke variabele posities (SNPs) en zijn in staat om die accuraat te herkennen. Dit is vooral een verdienste van het beproefde labprotocol (zuivering, targetting, PCR).

Hiermee is het dus wel mogelijk om heel gerichte essays op te zetten waarmee eenvoudig is te testen of iemand wel/niet een bepaald erfelijk kenmerk heeft. Of, zoals in het voorbeeld uit het artikel, een bepaald clubje cellen een bepaalde (carcinogene) mutatie vertoont. Er zijn uiteraard al andere (waarschijnlijk goedkopere en makkelijkere) methoden om gerichte essays op te zetten (de plaatjes doen bijvoorbeeld erg denken aan microarrays), maar deze techniek heeft wel potentie om verder te groeien naar een échte sequencingtechniek. Maar dan moet er nog heel veel gebeuren...

[Reactie gewijzigd door Jerrythafast op 18 januari 2017 21:55]

Dit is ook een microarray restrictie analyze. De stipjes die je ziet geven aan of een gen wel of niet tot expressie komt en de intensiteit van de kleur hoe "erg" die expressie dan is. En bla bla je weet hoe het werkt.

Ze hebben nu alleen de optica (microscoop die vaak heel erg duur is) vervangen door een camera die een stuk goedkoper is, maar vrijwel niets kan.

Alle dure en tijdrovende stappen zijn nog steeds aanwezig en dit is nog totaal niet bruikbaar voor echte NGS en genome assembling. Dit is natuurlijk een goed onderzoek, maar voorlopig nog irrelevant voor "derde wereld landen" zoals hieronder wordt geroepen.
Met genome assembly noem je dan ook wel gelijk het andere uiteinde van het spectrum - dat gaat natuurlijk nooit lukken met een hedendaagse smartphone. Maar als ze dit kunnen opschalen tot fragmenten van enkele tientallen basen zou je al prima dingen als mito HVR sequencing 'op locatie' kunnen doen, waar wel vraag naar zou kunnen ontstaan. In theorie is het mogelijk.

Maar feit blijft inderdaad: Dit is echt niet goedkoper of makkelijker dan de bestaande technieken. Maar hé, microscopie op je mobiel... Da's wel tof :D Ze moeten alleen nog even werken aan de toepassing en al het werk dat daar ook nog bij komt kijken :9
Tsja. "vaktijdschrift" Nature. Langzaam maar zeker wordt het belangrijker of sites het bericht overnemen, dan of het wetenschappelijk relevant is.

"Nederlandse onderzoeker gebruikt smartphone voor rakketlancering" en dan alleen siri van 10 naar 1 laten terugtellen.

[Reactie gewijzigd door Rolf op 19 januari 2017 07:48]

Nouja het artikel is wel wetenschappelijk relevant, maar sites als tweakers, die geen biochemische achtergrond bij de redactie hebben slaan de plank vaak mis bij de interpretatie van dit soort technieken.

Nature zal dit artikel zelf wel reviewed hebben.
"A new milestone for tele-medicine technologies."
Natuurlijk is het reviewed, niet door Nature, al zal de editor het gelezen hebben, maar door andere wetenschappers. Het zal goed werk zijn, geen methode fouten, geen leugens. De vraag is of dit de crème de la crème is van het natuurwetenschappelijk onderzoek op dit moment. Nature en Science laten ons dat graag geloven, maar dit soort clickbate maakt mij achterdochtig.
Nou in dat opzicht is het dan wel weer een innovatie op het gebied van analyze.
In combinatie met de besproken "tumour touch imprint" methode is het zeker een opstap voor vervolg onderzoek om het geheel echt draagbaar te maken.

Een publieke API met een app waar je de ruwe foto's kunt uploaden (on device betekent dat je om de zoveel tijd een corpus update moet gaan leveren en opnieuw moet gaan trainen), maakt het geheel dan kompleet en dan is het ineens interssant om dit als dienst te leveren.
Inderdaad, absoluut niks bijzonders aan. Een deel van het artikel wil anders doen denken, maar erg nuttig is het (nog niet). Zodra ook andere onderdelen en de besturing en berekeningen on the go (lees grotendeels met de smartphone) uitgevoerd kunnen worden, ja dan wordt het interessant.
Ja, maar je kan als je een goede internetverbinding hebt makkelijk data doorsturen. Analyse kan desnoods op een supercomputer en dan kan je heel veel smartphones tegelijk inzetten.
Dat gebeurt nu ook al (vaak een xeon workstation met een slootje ram) en blijft dus even duur. De verwerking, herkenning en analyze gaat echt niet werken op de SOC in de L1020.
Mooi werk! Dat zal zeker kansen bieden in derde wereld landen.
Amazon en Microsoft bieden daar anders mooie oplossingen voor in de vorm van een cloud. Gelukkig heeft de Nokia al hardware om te connecten met het internet.
Eerst "Zweedse onderzoekers gebruiken smartphone voor dna-analyse" als titel, en daarna lees ik dat ze enkel de camera hebben gebruikt.
Beetje telegraafachtige taferelen hier op tweakers.net.

en heb gelezen wat supersnathan94 zei ook ;)

[Reactie gewijzigd door polord1 op 18 januari 2017 22:19]

Misschien verder niet zo bijzonder omdat er nog een labo-medewerker nodig is voor het uitlezen, maar het laat wel weer zien dat er echte kansen zijn om op een goedkopere manier dit (en ander) soort onderzoek je doen. In de toekomst is het dan misschien mogelijk dat jan en alleman dan thuis met zijn smartphone kan onderzoeken of hij, zoals bijv. in het artikel genoemd, (kans op) kanker heeft of niet.

Zo heb ik afgelopen jaar met een team op de TU/e gewerkt aan een systeem om met behulp van een smartphone (ook een Lumia 1020 en 920 + eigen gebouwde app) de creatinine ('stofje' dat als indicator voor nierfalen kan dienen) waarde in bloed te meten. Met ook in het achterhoofd alles zo gemaakt dat een patiënt thuis het kan gebruiken.
Het uitlezen is geen lanorant voor nodig hoor. Het gaat om de andere stappen. Voor namelijk preparatie van de tumour cryo-sections, opzuivering, PCR, attachment van KRAS probe en ligatie van het geheel.

Voor het "uitlezen" heb je meer aan een bio informaticus die weet hoe je machine learning software bouwt in een applicatie die bruikbaar is voor de bioloog die vervolgens de expressie kan vertalen naar een ziektebeeld voor de medici.

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.


Nintendo Switch Google Pixel XL 2 LG W7 Samsung Galaxy S8 Google Pixel 2 Sony Bravia A1 OLED Microsoft Xbox One X Apple iPhone 8

© 1998 - 2017 de Persgroep Online Services B.V. Tweakers vormt samen met o.a. Autotrack en Hardware.Info de Persgroep Online Services B.V. Hosting door True

*