Η αλυσιδωτή αντίδραση της πολυμεράσης (PCR – Polymerase Chain Reaction) είναι μια σχετικά πρόσφατα ανακαλυφθείσα τεχνική εξέλιξη της μοριακής βιολογίας, η σπουδαιότητα της οποίας έχει αναγνωρισθεί με το βραβείο Nobel.
Σήμερα η PCR θεωρείται μία από τις πιο επαναστατικές και σημαντικές επιστημονικές ανακαλύψεις του 20ου αιώνα, η οποία έχει αλλάξει ριζικά την μελέτη του γενετικού υλικού και έχει συμβάλει σημαντικά στην ευρεία εφαρμογή της μοριακής βιολογίας στην ιατρική έρευνα και διάγνωση.
Αποτελεί μια απλή, ταχεία, επιλεκτική και εξαιρετικά ευαίσθητη μέθοδο πολλαπλασιασμού του γενετικού υλικού ενός οργανισμού, η οποία πραγματοποιείται με την βοήθεια του ένζυμου της πολυμεράσης και επαναλαμβανόμενους κύκλους τριών διαδοχικών αντιδράσεων. Με την PCR ακόμη και ένα μόνο μόριο DNA μπορεί να πολλαπλασιαστεί με ακρίβεια μέχρι και δισεκατομμύρια φορές μέσα σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα (μερικά λεπτά έως δυο ώρες).
Η τεχνολογία της PCR έχει πλέων γίνει ένα απαραίτητο ερευνητικό και διαγνωστικό εργαλείο για την καλυτέρευση της ανθρώπινης υγείας και της ποιότητας ζωής.
Οι εφαρμογές της εκτείνονται σε τρεις βασικούς άξονες:
- Ανίχνευση και τυποποίηση εξωγενούς γενετικού υλικού παθογόνων οργανισμών, με κύρια έμφαση στους ιούς και μικρόβια.
- Ανίχνευση της έκφρασης ενδογενούς γενετικού υλικού, που σχετίζεται με παθολογικές ή μη καταστάσεις.
- Ανίχνευση γενετικών μεταλλαγών ή πολυμορφισμών ανθρώπινων γονιδίων, που σχετίζονται με την καρκινογένεση ή την κληρονομική προδιάθεση ασθενειών.
Εξειδικευμένα εργαστήρια Μοριακής Βιολογίας που εφαρμόζουν την PCR ως μία βασική διαγνωστική τεχνική έχουν πλέων επανδρώσει δημόσια καθώς και ιδιωτικά νοσοκομεία, ιατρεία, διαγνωστικά κέντρα σε όλο τον κόσμο.
Ένα μεγάλο πλεονέκτημα της τεχνικής αυτής είναι ότι μπορεί να εφαρμοσθεί σε σχεδόν οποιοδήποτε βιολογικό υλικό, όπως αίμα, βιοψίες ιστών, τρίχα, σπέρμα, σάλιο, φρέσκους ιστούς, σε ιστούς μονιμοποιημένους καθώς και σε αρχαίους ιστούς.
Η PCR εφαρμόζεται στην διερεύνηση ποικίλων και σημαντικών κλινικών ερωτημάτων. Με την χρήση της PCR σημαντική πρόοδος έχει ήδη γίνει στη διάγνωση λοιμωδών ασθενειών, στη διάγνωση γενετικών ασθενειών, στον προσδιορισμό της γενετικής ταυτότητας, στον προγεννητικό έλεγχο, στην ιατροδικαστική για την αναγνώριση και ταυτοποίηση μίας κηλίδας αίματος, σπέρματος ή μιας τρίχας.
Η χρήση της PCR στις λοιμώδεις νόσους επικεντρώθηκε αρχικά στη διάγνωση των ιογενών λοιμώξεων. Η εφαρμογή αυτή είναι ιδιαίτερα χρήσιμη δεδομένου ότι οι καλλιέργειες ιών είναι χρονοβόρες και πολλές φορές ανεπιτυχείς. Η τεχνική της PCR είναι ταχύτατη σε αντίθεση με τις κλασικές μεθόδους ανίχνευσης μετά από καλλιέργεια, ενώ η ευαισθησία ανίχνευσης της PCR είναι μεγαλύτερη ακόμη και από αυτή των ανοσοενζυμικών μεθόδων (ELISA).
Επειδή η τεχνική της PCR δεν στηρίζεται στην ανίχνευση αντισωμάτων στο αίμα κατά των παθογόνων αιτίων, αλλά στην άμεση ανίχνευση του γενετικού υλικού του μικροοργανισμού στο υπό εξέταση δείγμα, αφενός δεν παρουσιάζεται λανθάνοντας χρόνος ανίχνευσης του μικροοργανισμού, αφετέρου το αποτέλεσμα δεν επηρεάζεται από την ανοσολογική κατάσταση του ασθενούς.
Χρησιμοποιώντας διάφορες μεθόδους PCR έχουν ανιχνευθεί ιοί όπως ο Epstein-Bar (EBV), ο ιός θηλωμάτων ανθρώπου (human papilloma virus, HPV), ο ιός ανοσοανεπάρκειας ανθρώπου (human immunodeficiency virus, HIV), ο κυτταρομεγαλοϊός (cytomegalovirus, CMV), ο ιός απλού έρπητα (herpes simplex virus, HSV), οι ιοί της ηπατίτιδας B και C καθώς και άλλοι.
