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    La nueva herramienta de expresión génica basada en chips analiza el ARN de forma rápida y precisa

    La herramienta de expresión genética espacial pixelada puede analizar una muestra de tejido completa e identificar células cancerosas en un proceso que lleva menos de dos horas. Crédito:Departamento de Bioingeniería de la Universidad de Illinois

    Una colaboración de la Universidad de Illinois y Mayo ha demostrado una nueva técnica de análisis de expresión genética que puede medir con precisión los niveles de ARN de forma rápida y directa a partir de una muestra de tejido canceroso, al tiempo que conserva la información espacial en todo el tejido, algo que los métodos convencionales no pueden hacer. La técnica de expresión génica del equipo se describe en un artículo publicado en la edición en línea de Comunicaciones de la naturaleza .

    Según el profesor de bioingeniería de Illinois, Rashid Bashir, Los métodos de expresión génica existentes tienen limitaciones. "Son engorrosos y lentos, tomar horas o incluso muchos días para realizar el análisis en una sola muestra de tejido, "dijo Bashir, co-líder del equipo de investigación, quien es profesor distinguido de bioingeniería de Grainger y decano asociado ejecutivo del Carle Illinois College of Medicine. "Nuestra técnica realiza el análisis completo a través del corte de tejido en dos horas o menos".

    Los métodos existentes pueden medir proteínas, que se producen después de que la información genética o las instrucciones hayan fluído del ADN y el ARN. Esos métodos de medición de proteínas son complicados y requieren anticuerpos que no existen para ciertas proteínas.

    "Nuestro método puede detectar la expresión del ARN mensajero, que puede proporcionar información adicional que solo la concentración final de proteína, "dijo Bashir.

    La herramienta de expresión genética espacial pixelada puede analizar una muestra de tejido completa e identificar células cancerosas en un proceso que lleva menos de dos horas.

    La herramienta de expresión genética espacial pixelada puede analizar una muestra de tejido completa e identificar células cancerosas en un proceso que lleva menos de dos horas.

    El co-líder del equipo de investigación, el Dr. Farhad Kosari, profesor asistente de bioquímica y biología molecular en Mayo Clinic, prevé que su nueva técnica algún día podría usarse en laboratorios de investigación, así como en la clínica. "Si estuvieras estudiando microambientes tumorales, querría saber qué genes se expresan en una ubicación específica del tumor, ", dijo Kosari." Esta capacidad de observar la expresión localizada de genes se realiza actualmente con hibridación in situ por fluorescencia (FISH), pero nuestra técnica es mucho más rápida y cuantitativa ".

    Además, el ARN mensajero (ARNm) generará información genética más precisa. "Al analizar modelos animales y xenoinjertos, Puede haber reactividad cruzada del anticuerpo diana con el antígeno del hospedador, lo que da lugar a señales positivas falsas y errores en el análisis. "dijo el estudiante de doctorado en Bioingeniería de Illinois, Anurup Ganguli, el primer autor del estudio.

    El equipo creó un chip de silicio del tamaño de una uña que contiene una matriz de más de 5, 000 pozos en forma de pirámide con bordes afilados. Cuando se coloca una muestra de tejido canceroso del tamaño de un centímetro en el chip, se corta automáticamente en cientos o miles de pequeñas piezas que se analizan en paralelo utilizando una tecnología existente conocida como amplificación isotérmica mediada por bucle (LAMP).

    Según Ganguli, una vez que se corta el tejido y se coloca en los pozos subyacentes del microchip, Se realizan miles de reacciones LAMP de volumen de picolitros independientes en cada pocillo directamente desde el tejido sin necesidad de purificación del analito.

    "La microdisección por captura láser (LCM) seguida de purificación y amplificación posteriores se ha utilizado en el pasado para observar regiones específicas de muestras de tejido teñidas y analizar la heterogeneidad dentro de la muestra, "Dijo Kosari." Nuestra técnica es similar a realizar más de 5, 000 pasos de LCM con la amplificación descendente en un solo paso en un microchip ".

    Ganguli demostró la nueva técnica utilizando xenoinjertos de tejido prostático humano congelados cultivados en ratones. En menos de dos horas pudo amplificar y analizar el ARNm de TOP2A, una enzima nuclear y marcador conocido de la agresividad del cáncer de próstata.

    "Nuestro enfoque pixela toda la muestra de tejido y puede identificar esas pocas células que pueden ser cancerosas, ", dijo Bashir." No existe ninguna técnica que lleve tejido crudo a la amplificación del ácido nucleico mientras se mantiene la información espacial preservada ".

    La nueva técnica también puede ser útil algún día para ayudar a los médicos y patólogos a determinar los márgenes tumorales. que podría mejorar el resultado de las cirugías de cáncer.

    El equipo continúa trabajando en la técnica de expresión génica y tiene como objetivo utilizarla para mapear mutaciones genéticas para cánceres de pulmón y mama. además del cáncer de próstata. También están trabajando para reducir el tamaño de los pozos en el chip por debajo de los actuales 100 x 100 micrones. Esta modificación dará como resultado la posibilidad de examinar celdas individuales a mayor resolución.


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