Menor, más rápido, encendedor, más barato "- ese es el mantra del bioquímico e ingeniero novato de la Universidad de Virginia James Landers.

Está utilizando una subvención de tres años de la Oficina de Capacidades Emergentes y Prototipos del Departamento de Defensa de EE. UU. Para diseñar, probar y construir un instrumento de análisis de ADN automatizado lo suficientemente pequeño y liviano como para caber en una mochila, y capaz de lograr mucho de lo que puede hacer un laboratorio central a gran escala, pero más rápido, en el sitio, y mucho menos costoso.

El Instituto de Investigación Aplicada de la UVA fue fundamental para identificar y obtener los fondos para la investigación.

"El objetivo de mi laboratorio es desarrollar tecnología de laboratorio en disco con instrumentación a batería, ", Dijo Landers." El instrumento debe pesar menos de 10 libras, tener aproximadamente el tamaño de tres resmas de papel de impresora, y cuestan un orden de magnitud menor que la tecnología actual. Podrá realizar análisis de ADN y compararlos con una base de datos de perfiles a bordo en menos de 30 minutos. Esas fueron nuestras órdenes de marcha ".

Landers y su equipo, que incluye profesores y estudiantes de los departamentos de ingeniería mecánica y eléctrica y otros afiliados con la empresa emergente TeGrex basada en UVA, están bien encaminados. El instrumento en desarrollo utiliza microelectrónica y hardware miniaturizado único para ejecutar el disco, y está diseñado para permitir el análisis de campo de muestras de tejido de prácticamente cualquier parte del mundo, desde los campos de batalla hasta las escenas del crimen, y podría tener amplias aplicaciones en entornos médicos.

Landers, quien comenzó su carrera como bioquímico, y tiene nombramientos en la facultad de los departamentos de Química de la UVA, Patología e Ingeniería Mecánica:ha dedicado gran parte de su carrera a miniaturizar los procesos estándar de laboratorio para que puedan lograrse de manera simple, de forma económica y rápida por técnicos de campo mínimamente capacitados.

La nueva tecnología de laboratorio en disco que está desarrollando analizará muestras secas o húmedas, como células extraídas del interior de la boca, para proporcionar una rápida Perfil de ADN barato y fácil de un sujeto utilizando un conjunto de componentes electrónicos de aspecto simple pero sofisticado montado en lo que es esencialmente un DVD escaneable con láser modificado que luego se coloca en una caja de zapatos del tamaño de una caja de zapatos. instrumento similar a una centrífuga.

"El dispositivo podrá extraer ADN de una pequeña muestra de tejido, amplificar la secuencia de genes y generar una huella de ADN en 30 a 45 minutos, aproximadamente la mitad del tiempo de la tecnología actual, ", Dijo Landers." Observa 20 ubicaciones de secuencias de genes en los cromosomas, donde el tamaño de las secuencias repetidas proporciona una huella de ADN estadísticamente relevante que es completamente única para cada individuo muestreado. Este es el tipo de datos que se mantienen en los casos de los tribunales penales ".

En la actualidad, Se envían muestras de escenas de crímenes y sospechosos de crímenes a laboratorios forenses para su análisis. que puede llevar de horas a días o semanas, dependiendo del tiempo de viaje, la disponibilidad de técnicos, retrasos y otros factores. Pero en muchos estados, incluyendo Virginia, la policía sólo puede retener a los sospechosos durante cuatro horas. A menudo, los sospechosos son liberados antes de que se adquiera su perfil de ADN y se compare con bases de datos de ADN de delincuentes, o se encontró que no tenía coincidencias.

"Con la tecnología que estamos desarrollando, el análisis y la coincidencia de la lista de observación pueden ocurrir en el sitio, casi inmediatamente, y luego los datos cargados para una posible coincidencia en bases de datos de ADN nacionales o locales, ", Dijo Landers." En muchos casos, esto podría facilitar una rápida decisión de arresto o liberación por parte de la policía.

"También podemos llevar esta tecnología al mundo civil de una manera poderosa. Las aplicaciones médicas son numerosas".

Landers ya se está asociando con un centro de trasplantes de múltiples órganos en Toronto para considerar la posibilidad de utilizar la tecnología para el monitoreo en el hogar de los efectos de la inmunosupresión en los receptores postrasplante. un paso crítico para aumentar las posibilidades de un trasplante exitoso.

La tecnología lab-on-a-disc también podría usarse en consultorios clínicos generales para una variedad de pruebas, como para determinar una cepa del virus de la gripe, infección bacteriana, incluso para identificar formas de cáncer u otros defectos genéticos.

"Puede imaginarse a un paciente yendo al consultorio de un médico, proporcionar una muestra de sangre o saliva, volver a la sala de espera o tomar una taza de café, y 30 minutos después discutiendo el resultado con el médico, ", Dijo Landers." Esta tecnología realmente ofrece la oportunidad de mejorar radicalmente la velocidad a la que podemos analizar el ADN, a un costo mucho menor, casi en cualquier lugar."