By adminvps06 
Owlstone Medical telah memulai proyek menarik untuk lebih memahami komposisi napas manusia baik dari segi pemahaman keragaman yang ada pada populasi sehat, maupun perbedaan dalam berbagai kondisi penyakit.
Melalui karya ini, kami telah mengembangkan Breath Biopsy VOC Atlas, sebuah katalog senyawa organik volatil (VOC) yang teridentifikasi dan terukur yang ditemukan dalam napas yang dihembuskan. Atlas ini juga memberikan wawasan dan konteks ilmiah terhadap senyawa yang teridentifikasi untuk memungkinkan pemilihan kandidat biomarker yang meyakinkan untuk berbagai penyakit.
VOC dapat digunakan sebagai biomarker non-invasif
VOC adalah sekelompok senyawa yang dapat muncul dari metabolisme dasar endogen seperti produk peroksidasi lipid , atau sumber eksogen seperti metabolisme yang berasal dari mikrobioma atau makanan. VOC ini dapat dideteksi dalam banyak cairan tubuh termasuk napas, karena VOC dapat berdifusi dari titik asalnya dan bergerak melalui aliran darah ke membran alveolar, tempat mereka mudah menguap ke udara di paru-paru. Karena hubungan antara VOC dan pembentukannya dari, atau interaksi dengan proses fisiologis dalam tubuh, VOC tertentu dapat memberikan manfaat signifikan sebagai biomarker non-invasif, yang dapat dideteksi dalam napas.
Atlas VOC Biopsi Napas
Kami telah mengembangkan Breath Biopsy VOC Atlas sebagai katalog VOC yang umum ditemukan dalam napas yang dihembuskan. Data kohort awal yang dimasukkan ke dalam Atlas secara khusus disusun untuk menyertakan subjek tanpa patofisiologi spesifik di berbagai usia dan latar belakang etnis untuk menilai komposisi, dan variasi “normal” dalam komposisi napas manusia. Sejak kohort awal tersebut, kami telah meningkatkan kapasitas Atlas untuk juga memuat kohort penyakit dan pandangan yang lebih luas tentang komposisi VOC napas dalam berbagai konteks untuk memberikan pemahaman yang lebih rinci tentang napas manusia sebagai platform untuk analisis biomarker . Data dari kohort manusia sehat awal dapat digunakan sebagai proksi untuk variasi normal dalam populasi, dan berfungsi sebagai dasar yang berguna untuk menyederhanakan penemuan dan validasi biomarker napas, misalnya, untuk mengidentifikasi target VOC yang kemungkinan akan terpengaruh oleh proses penyakit yang diinginkan. Breath Biopsy VOC Atlas kami adalah gudang yang kaya akan senyawa organik volatil (VOC) yang terkait dengan napas. Basis data, antarmuka pencarian, dan alat analitik menyajikan VOC dengan keyakinan tinggi beserta konteks klinis, kimia, dan biologisnya.
Integritas Atlas VOC Biopsi Napas bergantung pada kriteria ketat untuk empat aspek utama:
- Pengumpulan napas dan prosedur analitis yang kuat
- Membedakan VOC (on-breath) dari kontaminan latar belakang
- Konfirmasi identitas kimia VOC
- Kuantifikasi Akurat
Saat ini terdapat lebih dari 200 VOC dari berbagai kelas kimia di Atlas, tetapi ini berkembang pesat seiring kami memperluas kemampuan teknis dan melakukan studi lebih lanjut.
1. Pengumpulan napas dan prosedur analitis yang kuat
Karena tantangan historis dalam hal standardisasi dan pengulangan di bidang penelitian napas, VOC yang dimasukkan ke dalam VOC Atlas semuanya diperoleh dari sampel napas yang dikumpulkan menggunakan teknologi Breath Biopsy , dan dianalisis menggunakan platform Breath Biopsy OMNI .
ReCIVA melakukan prakonsentrasi sampel napas pada tabung penyerap, yang memungkinkan pengumpulan volume udara yang lebih besar dan menawarkan potensi sensitivitas yang lebih tinggi dalam mendeteksi senyawa dengan kelimpahan rendah. Sampel napas yang telah dikonsentrasikan sebelumnya tetap stabil untuk jangka waktu yang lebih lama pada suhu ruangan, dan ukurannya yang kecil memungkinkan transportasi dan penyimpanan yang lebih mudah. Hal ini mengatasi beberapa tantangan efisiensi pengambilan sampel dan stabilitas penyimpanan yang terkait dengan opsi lain yang lebih murah untuk pengumpulan napas. CASPER menyediakan sumber udara bersih yang disaring sesuai standar industri untuk udara yang dihirup, dan perangkat lunak Collect memungkinkan pengumpulan volume napas yang sama dari setiap peserta.
Platform OMNI menggabungkan analisis sampel napas menggunakan TD-GC-MS massa resolusi tinggi yang akurat dan berstandar emas, diikuti oleh pendekatan statistik yang kuat. Desorpsi termal (TD) sebagai sarana pengenalan sampel memungkinkan prakonsentrasi sampel napas pada perangkap pemfokusan, yang memungkinkan sensitivitas yang lebih tinggi untuk deteksi VOC tingkat jejak. Keyakinan terhadap hasil dimaksimalkan oleh kalibrasi yang tepat dan prosedur QC, baik untuk sampel individual maupun di seluruh jalur analitis.
2. Membedakan VOC napas (“on-breath”) dari kontaminan latar belakang
Salah satu kelebihan senyawa yang terhirup yang dimasukkan ke dalam VOC Atlas di setiap kelompok studi adalah senyawa tersebut telah melalui perbandingan analitis yang kuat dengan sampel latar belakang. Hal ini dirancang untuk membedakan VOC dalam napas dari VOC kontaminan latar belakang yang berasal dari lingkungan, atau dari peralatan pengambilan sampel napas yang telah dihirup segera sebelum pengambilan sampel napas.
Saat ini, sampel latar belakang dikumpulkan segera sebelum setiap sampel napas menggunakan peralatan dan prosedur yang sama untuk mencerminkan latar belakang VOC pada saat pengukuran. Sampel latar belakang juga dikumpulkan dari seluruh jalur aliran udara peralatan untuk menangkap semua kemungkinan sumber latar belakang VOC dalam proses pengambilan sampel. VOC hanya diidentifikasi jika memenuhi metrik yang telah ditetapkan sebelumnya yang digunakan untuk membandingkan napas dengan sampel latar belakang sistem yang representatif. Ada tiga metrik yang digunakan di Owlstone Medical:
Metrik deviasi standar (SD): Rata-rata sinyal untuk setiap VOC dihitung di semua sampel latar belakang sistem dalam kelompok. Fitur VOC dianggap sebagai sinyal napas jika sinyal melebihi rata-rata sinyal latar belakang sistem ditambah 3 SD dalam sedikitnya 50% sampel napas dari kelompok. Jika nilai diamati untuk kurang dari 4 sampel latar belakang sistem, maka menurut metrik ini VOC secara otomatis berada pada napas.
- Metrik pendekatan uji-T berpasangan: VOC dalam setiap sampel napas dibandingkan dengan VOC terkait dalam sampel latar belakang sistem berpasangan. Suatu fitur dianggap sebagai fitur saat bernapas jika dikaitkan dengan perbedaan lipatan ≥ 2 dan nilai-p satu sisi uji-T berpasangan ≤ 0,05.
- Metrik karakteristik operasi Receiver Area di bawah kurva [ROC-AUC]: Setiap VOC digunakan untuk menghasilkan nilai ROC-AUC untuk klasifikasi sampel sebagai napas atau latar belakang sistem. Suatu fitur dianggap sebagai napas jika perbedaan lipatan antara napas dan latar belakang > 1, dan nilai ROC-AUC yang dihitung ≥ 0,8.
3. Konfirmasi identitas kimia VOC
Proses yang ketat diterapkan untuk mendukung identifikasi senyawa dengan tingkat keyakinan tinggi; standar referensi dijalankan pada metode analitis yang sama, spektrum fragmentasi resolusi tinggi dibandingkan dalam kriteria toleransi, dan indeks retensi dibandingkan dengan tangga alkana. Pengindeksan retensi sangat berharga untuk mencegah kesalahan identifikasi VOC karena kesamaan spektrum kelas intrakimia. Spesifisitas tinggi disediakan dengan menentukan rumus molekul secara akurat dan membedakan antara VOC yang berbeda dengan massa yang sama.
VOC yang dimasukkan dalam Atlas VOC biasanya telah mencapai tingkat keyakinan tingkat 1, dan semuanya diberi label sesuai dengan standar MSI untuk identifikasi senyawa.
4. Kuantifikasi Akurat
Kuantifikasi akurat dari kelimpahan VOC saat bernapas sangat penting untuk penemuan dan validasi biomarker yang kuat. Untuk mengukur konsentrasi VOC, kurva kalibrasi target pada rentang konsentrasi yang disesuaikan dengan tepat dijalankan per senyawa untuk merangkum kadar yang diamati dalam napas, di samping sampel napas jika memungkinkan. Ini kemudian digunakan untuk menentukan nilai ng pada sampel berdasarkan sinyal area puncak. Nilai ini kemudian dapat diubah men