Una nueva herramienta de detección de cáncer utiliza pequeños circuitos hechos de ADN para identificar las células cancerosas por las firmas moleculares en su superficie.

Los investigadores de la Universidad de Duke crearon circuitos simples a partir de hebras interactivas de ADN sintético que son decenas de miles de veces más finas que un cabello humano.

A diferencia de los circuitos de una computadora, estos circuitos funcionan adhiriéndose al exterior de una célula y analizándola en busca de proteínas que se encuentran en mayor número en algunos tipos de células que en otras. Si un circuito encuentra sus objetivos, etiqueta la celda con una pequeña etiqueta luminosa.

Debido a que los dispositivos distinguen los tipos de células con mayor especificidad que los métodos anteriores, los investigadores esperan que su trabajo pueda mejorar el diagnóstico, y dar mejores objetivos a las terapias contra el cáncer.

Un equipo dirigido por el científico informático de Duke John Reif y su ex Ph.D. El estudiante Tianqi Song describió su enfoque en un número reciente de la Revista de la Sociedad Química Estadounidense .

Anteriormente se han utilizado técnicas similares para detectar el cáncer, pero son más propensos a las falsas alarmas:identificaciones erróneas que ocurren cuando mezclas de células tienen una o más de las proteínas que un circuito de ADN está diseñado para detectar, pero ningún tipo de célula los tiene todos.

Por cada célula cancerosa que se detecta correctamente con los métodos actuales, una fracción de las células sanas también se etiquetan erróneamente como posiblemente cancerosas cuando no lo son.

Cada tipo de célula cancerosa tiene un conjunto característico de proteínas de la membrana celular en su superficie celular. Para reducir los casos de identidad errónea, el equipo de Duke diseñó un circuito de ADN que debe adherirse a esa combinación específica de proteínas en la misma célula para funcionar.

Como resultado, es mucho menos probable que marquen las celdas incorrectas, Dijo Reif.

La tecnología podría usarse como una herramienta de detección para ayudar a descartar el cáncer, lo que podría significar menos seguimientos innecesarios, o para desarrollar tratamientos contra el cáncer más específicos con menos efectos secundarios.

Cada elemento básico de su circuito de ADN consta de dos cadenas de ADN. La primera hebra de ADN se pliega y se empareja parcialmente consigo misma para formar una horquilla. Un extremo de cada horquilla está unido a una segunda hebra de ADN que actúa como un candado y una atadura, plegarse de tal manera que se ajuste a una proteína de la superficie celular específica como una pieza de rompecabezas. Juntas, estas dos cadenas actúan para verificar que esa proteína en particular está presente en la superficie celular.

Para buscar cáncer los componentes del circuito se mezclan con las células de una persona en el laboratorio. Si alguna célula está tachonada con la combinación correcta de proteínas, el circuito completo se adjuntará. Agregar una hebra de ADN "iniciador" hace que se abra una de las horquillas, que a su vez desencadena otra en una reacción en cadena hasta que se abre la última horquilla del circuito y se enciende la celda.

Las pruebas del dispositivo en tubos de ensayo en el laboratorio de Reif mostraron que se puede usar para detectar células leucémicas y distinguirlas de otros tipos de cáncer en cuestión de horas. solo por la fuerza de su brillo.

Los dispositivos se pueden reconfigurar fácilmente para detectar diferentes proteínas de la superficie celular reemplazando las hebras de sujeción, dicen los investigadores. En el futuro, Reif planea que los circuitos de ADN liberen una pequeña molécula que alerta al sistema inmunológico del cuerpo para que ataque la célula cancerosa.

La tecnología aún no está lista para el horario de máxima audiencia. Los investigadores dicen que sus circuitos de ADN requieren pruebas en condiciones más realistas para asegurarse de que aún marcan las células correctas.

Pero es un paso prometedor para garantizar que las pruebas de detección del cáncer y las terapias se concentren en los culpables correctos.