Un buen indicador de desregulación en células vivas es un cambio en su expresión de ARN. MicroARN (miARN), un tipo especial de ARN, se considera un biomarcador de células cancerígenas. Un equipo de científicos de China ha encontrado una forma de amplificar miARN en células tumorales vivas para bioimagen. Como informan en la revista Angewandte Chemie , su ensayo se basa en un biocircuito autocatalítico celular robusto activado por nanopartículas y ADN sintético.

Diagnosticar el cáncer antes de que un tumor se vuelva visible ha sido uno de los objetivos de larga data en la medicina. Uno de los biomarcadores de carcinogenicidad en una célula es su patrón de expresión de ARN o, más precisamente, el cambio en la expresión de ARN, que causa la degeneración metabólica. Hay muchos tipos de ARN, entre los cuales un corto ARN no codificante llamado miARN promueve o impide la traducción de información genética codificada por el núcleo en proteína. Respectivamente, Se cree que la detección de un perfil de expresión de miARN modificado es una indicación fiable de la degeneración de una célula.

Sin embargo, la detección de un miARN en particular es difícil porque está presente en la célula solo en pequeñas cantidades y debe amplificarse y conectarse a una entidad de señalización, como un tinte de fluorescencia, para visualización. Un equipo de científicos de la Universidad de Wuhan, Porcelana, dirigido por Fuan Wang, han descubierto un mecanismo de detección de amplificación adecuado para miARN, que se basa en un biocircuito autocatalítico activado por ADN sintético, conduciendo a una fuerte señal de fluorescencia que marca las células tumorales.

El ARN generalmente se sintetiza en el núcleo de la célula y se transporta al citoplasma donde transmite información genética. Sin embargo, cuando el ADN sintético está presente en el citoplasma, El ARN puede unirse a una secuencia de nucleótidos coincidente de la cadena de ADN; un hecho que se explota en, por ejemplo, tratamiento antirretroviral para silenciar la expresión de ARN viral. Wang y sus compañeros de trabajo hicieron lo contrario. Al hacer coincidir hebras de ADN sintético con miARN, activaron un circuito de amplificación autocatalítico, llamado biocircuito de ADNzima autocatalítico, para formar conjuntos de ADN-miARN. Estos conjuntos crecieron aún más para formar nanocables de ADNzima que transportan los tintes fluorescentes.

Después de administrar el kit de detección de DNAzyme, los autores observaron fluorescencia brillante en un modelo de ratón en el lugar donde se estaba desarrollando un tumor.

Para que la ADNzima entre en las células tumorales, los autores utilizaron nanopartículas —pequeños paquetes que pueden entregar medicamentos y otras cargas moleculares a las células— hechas de dióxido de manganeso con una estructura similar a un panal. Según los autores, esta composición y arquitectura tiene la ventaja de que la nanopartícula se puede activar fácilmente con glutatión, que es una sustancia química que se encuentra en abundancia en las células tumorales. Otra ventaja es que los iones de manganeso liberados sostendrían el biocircuito autocatalítico de la ADNzima, escriben los autores.

Los científicos enfatizan que su sistema de bioimagen autoamplificado podría desarrollarse como una herramienta poderosa para visualizar células tumorales con biomarcadores. Esto es especialmente prometedor, ya que muchos miARN diferentes pueden dirigirse selectivamente para investigar diferentes cánceres u otras disfunciones celulares.