enciclopedia proiectului embrion

testul Guthrie, numit și testul PKU, este un instrument de diagnostic pentrutestează sugarii pentru fenilcetonurie la câteva zile după naștere. Pentru a administra testul Guthrie, medicii folosesc cardurile Guthrie pentru a colecta sânge capilarde la călcâiul unui copil, iar cărțile sunt salvate pentru testarea ulterioară. RobertGuthrie a inventat testul în 1962 în Buffalo, New York. Fenilcetonuria (PKU) este o anomalie congenitală a nașterii în care nivelurile toxice ale fenilalaninei amino-acide se acumulează în sânge, un proces care afectează creierul la sugarii netratați. Testul lui Guthrie detectează fenilalanina însângele nou-născuților, permițând diagnosticarea precoce a PKU. Diagnosticul precoce al PKU împiedică dezvoltarea dizabilităților mintale înmii de persoane afectate în fiecare an.

PKU este o boală metabolică moștenită în care organismul nu produce enzima fenilalanină hidroxilază. Fenilalanina hidroxilază descompune fenilalanina amino-acidă în sânge. Persoanele cu PKU nu potdigera concentrații mari de aminoacizi fenilalanină. Concentrațiile mari de fenilalanină sunt prezente în alimente bogate în proteine, cum ar fica carne și pește, precum și în îndulcitorul aspartam. Când indivizii cu PKU nu reușesc să digere fenilalanina în alimentele pe care le consumă, nivelurile ridicate de fenilalanină se acumulează în sânge, provocând leziuni ale creierului. Prin urmare, persoanele cu PKU trebuie să mănânce sever diete restricționate pentru a evita ingerarea alimentelor cu concentrații mari de fenilalanină. PKU netratat poate duce la dizabilități mintale, leziuni cerebrale și convulsii. PKU afectează aproximativ una din 15.000 de persoane din SUA anual.

înainte de crearea testului Guthrie, medicii au testat sugarii pentru PKU cu un test de urină cu clorură ferică mai puțin fiabil.Testul de urină cu clorură ferică a detectat prezența fenolilor, inclusiv a fenilpiruvatului, în urină. Prezența fenolfenilpiruvatului în urină a indicat faptul că individul nu a reușit să digerefenilalanină, deoarece fenilpiruvatul este un derivat al fenilalaninei.Pentru a efectua un test de urină cu clorură ferică, un medic a dizolvat o urină într-o soluție de apă, etanol și câteva picături de clorură ferică. Dacă fenilpiruvatul a fost prezent în probă, s-a format acomplex cu clorura ferică și a produs o culoare albastru-verde intensă, indicând faptul că pacientul avea PKU. Medicii au remarcat mai multeprobleme cu testul de urină cu clorură ferică, inclusiv faptul că nu a reușit să producă un rezultat pozitiv al testului cu niveluri de fenilalanină sub 20miligrame la 100 mililitri. Un astfel de test a avut o sensibilitate limitată și practicienii ar putea pierde cu ușurință concentrații mai mici de fenilalanină la persoanele cu PKU. În consecință, medicii se luptă să diagnosticheze și să trateze acei indivizi cu PKU ale căror probe de urină conțineau niveluri scăzute de fenilalanină, ceea ce duce la deteriorarea ireversibilă a creierului. Mulți sugari testați cu testul de urină cu clorură ferică nu au reușit să testeze pozitiv PKU în primele șase până la opt săptămâni după naștere.Cu toate acestea, dovezile au indicat faptul că nivelurile de fenilalanină din sânge cresc rapid în primele câteva zile de viață, ceea ce poate duce la deteriorarea toneurologică în acea perioadă de timp. Datorită inexactității testului de urină cu clorură ferică, mulți sugari cu PKU au rămas nediagnosticați și au dezvoltat simptome care au persistat de-a lungul vieții.

în 1957,medicul Robert Warner de la Centrul de reabilitare pentru copii dinbuffalo, New York, i-a cerut lui Guthrie să dezvolte o metodă mai fiabilă și mai rapidă de detectare a PKU decât cea disponibilă la acea vreme. Warner știa despre cercetarea PKU a lui Guthrie prin afilierea lor comună cu Asociația Națională a copiilor retardați din județul theErie Din Buffalo. El i-a cerut lui Guthrie să creeze o modalitate mai convenabilă de a testa PKU, deoarece la momentul respectiv, pentru a confirma un test pozitiv de clorură ferică, medicii au trebuit să trimită cincizeci până la douăzeci de centimetri cubi (cc) de sânge venos la un site de testare din California pentru a testa fiecare pacient. Tehnicienii de laborator de la locul de testare au efectuat apoi un test de sânge pentru a confirma sau a disconfirma prezența unor niveluri ridicate de fenilalanină în sânge. Guthrie a dezvoltat un noutest pentru Warner la câteva zile după cererea inițială. Testul Guthriedeveloped a folosit un test de inhibare bacteriană pentru a detecta fenilalanina.

testele de inhibare bacteriană sunt teste în care oamenii de știință folosesc bacteriipentru a măsura concentrația unei substanțe într-o probă.-2-tienilalanina, un aminoacid, inhibă creșterea bacterieibacillus subtilis. Guthrie a constatat că fenilalanina, o substanță chimică găsită în sângele persoanelor cu PKU, a inversat inhibiția de creștere a B. subtilis a lui-2-tienilalanină. Astfel, pentru a efectua o inhibare a PKU bacterianăun test, Guthrie a acoperit un gel utilizat pentru creșterea bacteriilor cu centiktiv-2-Tienilalanină. Guthrie a pus apoi probe de sânge, uscate pe hârtie groasă, pe acel gel. Dacă proba de sânge conținea fenilalanină, B. subtilis a crescut în jurul probei de sânge și a indicat că pacientul avea PKU. Dacă proba de sânge nu conțineafenilalanină, B. subtilis nu a crescut în jurul probei de sânge,indicând faptul că pacientul nu a avut PKU. Guthrie a menționat că un singur tehnician ar putea testa una până la 200 de probe de sânge într-o singură zi și că fiecare test necesită doar o înțepătură de deget de sânge capilar pe un disc de hârtie de filtru.

după ce a dezvoltat testul și l-a arătat lui Warner,Guthrie a testat sensibilitatea testului său de inhibare bacteriană folosind probe normale de sânge cu fenilalanină. Sensibilitatea estecapacitatea unui test pentru a detecta toate cazurile în care boala este prezentă.Guthrie a adăugat 2, 4, 8, 12 și 20 miligrame de L-fenilalanină la 100miligrame de ser de sânge la probele normale de sânge pentru a imita nivelurile de fenilalanină găsite la pacienții afectați de PKU. El a incubat acele probe de sânge uscate cu L-fenilalanină adăugată peste noapte pe testele de inhibare bacteriană și a constatat că bacteriile au crescut în jurul discurilor de hârtie. El a stabilit că creșterea bacteriană a crescut în eșantioane care conțin 12 și 20 miligrame de fenilalanină la 100 miligrame de ser, ceea ce înseamnă că aceste probe au indicat un individ posibil hadPKU și ar trebui să fie supus unor teste de sânge suplimentare.

după evaluarea testului său în laborator, Guthrie a comparat rezultatele testului său și ale testului de urină cu clorură de feric pe 3.118 exemplare de la școala de Stat Newark dinnewark, New York. Apoi, Guthrie a confirmat toate cazurile pozitive determinate de testul Guthrie și testul de urină cu clorură ferică cu un test cantitativ de sânge. El a comparat rezultatele testului Guthrie cu rezultatele testului de urină cu clorură ferică și sensibilitățile acestora pentru detectarea exactă a bolii. Guthrie a constatat că testul său a detectat douăzeci și unu de cazuri pozitive de PKU care au fost confirmate și de testul cantitativ de sânge, iar testul de urină cu clorură ferică a detectat doar șaptesprezece dintre aceste cazuri, ceea ce înseamnă că testul de urină cu clorură ferică nu a reușit să detecteze patru cazuri de PKU. Potrivit lui Guthrie, aceste date sugereazăcă testul său ar putea fi folosit pentru a detecta noi cazuri de PKU în populațiideja analizate folosind testul de urină cu clorură ferică.

Guthrie și-a rafinat metoda făcând colectarea sângelui mai convenabilă pentru medici. Dacă medicii au diagnosticat pacienții mai devreme, pacienții ar putea implementao dietă cu restricție de proteine înainte ca aminoacidul fenilalanină să crească la niveluri toxice în sânge și să provoace leziuni neurologice ireversibile.După succesul inițial al testului său, Guthrie și-a modificat testul bacterialinhibition, astfel încât sugarii să poată fi testați la câteva zile după birth.To acest lucru, Guthrie a stabilit dacă o mică colecție de sânge capilar din călcâiul unui copil ar funcționa pe testul bacterialinhibition. A făcut cărți, numite mai târziu Cărți Guthrie, care erau hârtii groase de filtrare, fiecare cu o lamă de metal care a perforat o coajă de copil și a colectat sângele rezultat. A lăsat sângele să se usuce directcarte și a salvat-o pentru testare. De pe card, el apoi gaura perforate în jurul disc de hârtie de sânge pentru a fi plasate mai târziu pe gelculture agar. Guthrie a descoperit că testul de inhibare bacteriană a funcționat cusângele călcâiului copilului.

în urma dezvoltării de către Guthrie a testului său PKU,Asociația Națională a cetățenilor retardați din New York, NewYork, a început să sprijine utilizarea testului Guthrie și a selectat două surori care aveau PKU ca copii poster pentru un efort din 1961 de a publica testul. Sora mai mare, Sheila McGrath, a avut mentaldezabilități și a fost diagnosticată cu PKU mai târziu în viață. Tânăra soră, Kammy McGrath, a fost diagnosticată cu PKU de testul Guthrie și tratată la începutul vieții sale, evitând astfel dizabilitățile mintale. În toamna anului 1961, Asociația Națională a cetățenilor retardați a publicat testul Guthrie la Conferința de presă din San Francisco, California,iar revista Life a publicat un articol despre Guthrie și ecranul său nou-născutîn anul următor.

tot în 1961, Biroul pentru copii din SUA inWashington, D. C., L-a finanțat pe Guthrie pentru a testa testul Guthrie la 400.000 de sugari. Guthrie și echipa sa au testat 404.568 de sugari pentru PKU folosind testul Guthrie și testul de urină cu clorură ferică. Guthrie și echipa saau diagnosticat treizeci și șapte de cazuri de PKU în doi ani. Testul lui Guthrie a identificat 275 de sugari ca fiind prezumtivi pozitivi pentru PKU, ceea ce înseamnă că erau susceptibili de a avea PKU. Dintre cei 275 de sugari presupuși pozitivi pentru PKU, treizeci și șapte de cazuri de PKU au fost confirmate prin repetarea testului Guthrie și folosind un test cantitativ de sânge, ceea ce înseamnă că testul a fost eficient.

în 1962, Guthrie a încheiat un contract cu compania Ames Din Elkhart, Indiana,o divizie a Miles Laboratories, pentru a produce și comercializa Guthrie testkits către spitale. Cu toate acestea, compania Ames a stipulat că vor fi numaiintroduceți un contract dacă testul a primit un brevet. Guthrie a depus cererea pentru apatent la testul Guthrie în nume propriu în 1962. Apoi a semnat un acord de licență exclusiv cu compania Ames. Acordul de licențiere nu i-a acordat lui Guthrie nicio redevență, ceea ce înseamnă că Guthrie nu va câștiga niciun ban din kiturile de testare vândute. Cinci la sută din veniturile nete din test au fost împărțite între Asociația Națională pentru cetățenii retardați Fondul de cercetare, Asociația pentru ajutorul copiilor infirmi din New YorkCity, New York și Fundația Universității Buffalo din Buffalo, NewYork. Guthrie nu a stipulat la ce preț ar trebui vândute kiturile încontractul.

după semnarea contractului, compania Ames s-a străduit să producă suficiente kituri de testare pentru a satisface cererea. Guthrie a ajutat la producerea testkit-urilor și a obținut sprijin financiar de la Biroul pentru copii din SUA pentru a produce și asambla kituri pentru a efectua 500 de teste într-o casă închiriată dinbuffalo, New York. Kiturile lui Guthrie s-au vândut cu 6 dolari fiecare. În 1963, Guthria aflat că compania Ames intenționa să perceapă câte 262 USD pentru același kit PKUtest. Potrivit biografului Jean Koch, Guthrie a cerut prețulsă fie redus. Guthrie l-a întrebat pe Russell B. Long, un Senator american din Louisiana, pentru a investiga cazul pentru a vedea dacă compania Ames a avut un control legal complet asupra prețului kiturilor de testare.

Senatorul Long a raportat că serviciul de Sănătate Publică al SUA, o divizie a Departamentului de sănătate al SUA, cu sediul în Washington, DC, nu aprobase acordul lui Guthrie cu compania privată Ames. Cu toate acestea, două asociații voluntare de sănătate și Spitalul de copii Din Buffalo au susținut acordul, astfel încât compania Ames avea control deplin asupra prețului. Potrivit cercetătoarei Diane B. Paul, Guthrie a regretat profund că nu a inclus o prevedere de preț în contract. Compania Ames a lansat apoi o declarațiecă nu s-au vândut kituri pentru 262 USD și că mii de dolari de procese au fost folosite pentru a acoperi cheltuielile de fabricare a clădirilor pentru kiturile de testare Guthrie. Compania a vândut Truse de testar putea testa pentru 325 de sugari pentru 67,71 USD fiecare.

după ce a găsit o companie pentru a-și face testele, Guthrie s-a străduit să determine spitalele să implementeze testele și jurnalele medicale pentru a-și publica rezultatele studiului. Guthrie și părinții copiilor cu PKU i-au împins pe legislatori să mandateze nou-născuții de PKU în fiecare stat. În 1963, Massachusetts a mandatat nou-născuțiscreening pentru PKU. În anul, Guthrie a publicat unele dintre rezultatele saleîntr-un jurnal revizuit de colegi. Guthrie a făcut apoi campanie în multe state și țări, ținând discursuri și prelegeri la conferințe pentru a încuraja guvernele să mandateze testul Guthrie. Până în 1966, testul Guthrie a fostobligatoriu în majoritatea statelor americane.

după anii 1960, cercetătorii au plătit mai multatenție la PKU. În 1990, oamenii de știință din întreaga lume s-au convocatdiscutați probleme și progrese în diagnosticul și tratamentul PKU inParis, Franța. Mai târziu în acel an, un grup de cercetători condus de YoshiyukiOkano din Houston, Texas, a efectuat o analiză a mutației genei PAH,care este responsabilă pentru producerea fenilalaninehidroxilazei. Acest grup de cercetători a creat, de asemenea, o bază de date pentru mutațiile PAHgene. Baza de date PAH a condus la documentarea a mai mult de340 de mutații genetice care pot provoca PKU. Tot în anii 1990, cercetătorii AMERICANIDONALD Chase, David Millington, Naoto Terada, Stephen Kahler, CharlesRoe și Lindsay Hofman, au dezvoltat o nouă tehnică de testare a PKU utilizândtandem spectrometrie de masa. Oamenii de știință folosesc spectrometrie de masă în tandem ionii separați pe baza raportului încărcare-masă pentru a detecta PKU în eșantioanele de sânge. Spectrometria de masă Tandem, ca și testul original Guthrie, foloseșteun pumn de sânge uscat. Cu toate acestea, poate examina o varietate mai largăde boli congenitale folosind un eșantion.

până în secolul XXI,toate cele cincizeci de state americane au cerut spitalelor să testeze nou-născuții pentru PKU, iar testul Guthrie a fost folosit în multe locuri din întreaga lume. Medicii dinZonele mai puțin dezvoltate economic au folosit testul Guthrie pentru a diagnosticasugari cu PKU. Cu toate acestea, în secolul al XXI-lea, multe spitaleau folosit spectrometrie de masă tandem, care poate examina o varietate mai largă deboli congenitale decât testul Guthrie. Ambele metode folosesc în continuarecărți Guthrie pentru a stoca sângele uscat al sugarilor pentru testare.