Un equipo de investigación de la Universidad de Brock ha creado un robot microscópico que tiene el potencial de identificar la farmacorresistencia a la tuberculosis más rápido que las pruebas convencionales.

La Organización Mundial de la Salud (OMS) dice que la resistencia a los medicamentos contra la tuberculosis es "un obstáculo formidable" para el tratamiento y la prevención de una enfermedad que mató a 240 personas. 000 personas en 2016.

La última tecnología del equipo de Brock se basa en una versión anterior del robot microscópico, llamado nanomáquina de ADN tridimensional, que crearon en 2016 para detectar enfermedades en una muestra de sangre en 30 minutos.

En esta última versión, el equipo, encabezada por el profesor asistente de química Feng Li, rediseñó la nanomáquina para que pudiera descubrir mutaciones en los genes que se encuentran en la bacteria que causa la tuberculosis.

Li dice que la nanomáquina tiene el potencial de determinar, dentro de una hora, si las bacterias de la tuberculosis contienen o no las mutaciones genéticas que las hacen resistentes al básico, Medicamentos de primera línea recetados para combatir la tuberculosis.

La OMS dice que la resistencia se produce principalmente porque los pacientes no se adhieren al horario estricto de antibióticos que deben tomar para curarse. Los genes de las células bacterianas cambian para que las bacterias puedan sobrevivir a exposiciones futuras a los mismos antibióticos. lo que significa que se requiere un tratamiento de segunda línea.

Los profesionales de la salud y los pacientes tardan un tiempo en darse cuenta de que los medicamentos de primera línea no funcionan. razón por la cual la detección rápida de la resistencia a los medicamentos es tan crucial, Dice Li.

"Una vez que confirme que hay infección por tuberculosis, tienes que utilizar el diagnóstico para orientar la estrategia terapéutica, ", dice." La infección normal y las cepas resistentes a los medicamentos requieren dos tipos de estrategias completamente diferentes ".

Li dice que las pruebas actuales de resistencia son arduas, proceso que requiere mucho tiempo y que puede durar de dos a seis semanas y requiere equipo y capacitación de alto nivel. Mientras tanto, la enfermedad empeora en los pacientes, que también puede transmitir la enfermedad a otras personas.

La nanomáquina del equipo de Brock consiste en una partícula de 20 nanómetros hecha de oro. Las hebras de ADN cortas y largas se unen a la partícula de oro y estas moléculas de ADN se utilizan como bloques de construcción para construir y operar la nanomáquina.

El estudiante de posgrado Alex Guan Wang utilizó un modelo de simulación por computadora para diseñar las hebras largas, que son capaces de buscar diferencias en los nucleótidos contenidos en los genes de la bacteria de la tuberculosis. Un nucleótido es la unidad estructural básica y el bloque de construcción del ADN, y es dentro de ellos donde se encontrarían las mutaciones causadas por la resistencia a los medicamentos.

Las hebras cortas de ADN unidas a la nanomáquina llevan reporteros de señales fluorescentes.

La nanomáquina se vierte en suero extraído de sangre humana. Si las hebras largas detectan las mutaciones encontradas en nucleótidos específicos, la máquina se enciende y se ilumina; si la muestra está libre de enfermedades, el robot permanece apagado.

El estudiante de posgrado Yongya Li realizó los experimentos de laboratorio. Comenzó la investigación cuando era estudiante de pregrado.

Los hallazgos del equipo están contenidos en su artículo "Ingeniería guiada por simulación de una nanomáquina de ADN tridimensional impulsada por enzimas para discriminar variantes de un solo nucleótido, "publicado el 30 de junio en la revista Ciencia química . Feng Li y sus colaboradores también produjeron otro artículo de investigación en la revista. Química analítica , que describe cómo modificar la nanomáquina para detectar enfermedades mediante el examen de una serie de proteínas en muestras.