Un equipo de químicos dirigido por el profesor Albert Heck da un nuevo giro al análisis y la comprensión de las moléculas. Al mejorar ingeniosamente los equipos de medición actuales, el equipo pudo atrapar y observar moléculas individuales durante un período mucho más largo:hasta 25 segundos. Este tiempo de observación prolongado les permitió ver los detalles más finos de las moléculas, mejorando su comprensión.
La mejora de la precisión es comparable a medir una diferencia de masa de uno en un millón. Heck lo compara con una bolsa de azúcar. "Esta precisión se refiere a poder saber si en una bolsa llena de 1 kilogramo de azúcar falta un grano de azúcar", afirma Heck.
El equipo publicó sus resultados hoy en la revista Nature Methods. . Su mejora masiva de la resolución podría beneficiar la fabricación de vacunas y vectores moleculares utilizados en terapia génica.
Tradicionalmente, los químicos utilizan una tecnología llamada espectrometría de masas para examinar la composición de las moléculas. Aunque esto ofrece análisis con niveles sustanciales de detalle, su desventaja es que analiza millones de moléculas a la vez. Esto dificulta el estudio de moléculas grandes porque la mayor cantidad de moléculas atrapadas interfieren entre sí.
Entonces, desarrollaron un nuevo método mediante el cual una sola molécula queda atrapada en un llamado Orbitrap mientras gira intensamente. Al medir el comportamiento de giro, pueden analizar la masa y la composición de la molécula.
Normalmente, este método sólo puede registrar señales durante un período breve, normalmente alrededor de 25 milisegundos. En su estudio, los científicos modificaron el método de adquisición de datos, lo que les permitió atrapar y monitorear iones individuales mil veces más, durante hasta unos impresionantes 25 segundos.
Para comprender este avance, imagine balancearse en un columpio durante sólo unos segundos en lugar de hacerlo durante un período prolongado. Cuanto más hagas swing, con mayor precisión un observador podrá medir tu ritmo y deducir características sobre ti. De manera similar, al atrapar iones que giran durante un período prolongado, los científicos pueden capturar información más detallada sobre su frecuencia de giro y así caracterizar mejor las moléculas.
Ser capaz de medir moléculas gigantes con tanto detalle podría allanar el camino para avances en diversos campos, afirma Heck. Un ejemplo es la producción de moléculas terapéuticas, como los virus, que se utilizan clínicamente en terapia génica. Estos virus están cargados con un gen humano que funciona correctamente y que reemplaza genes erróneos en el ADN de pacientes que padecen un trastorno genético.
Heck dice:"Hasta ahora, los desarrolladores de virus de terapia genética no pueden verificar realmente si un virus alberga el gen específico que se supone que debe transmitir. Se estima que con los métodos actuales, sólo entre el 1 y el 2 por ciento de los virus de terapia genética producidos son cargado con éxito con el gen deseado, lo que induce a que una parte sustancial de los virus terapéuticos introducidos en un paciente no tengan ningún efecto."
Si los desarrolladores de terapias génicas pueden medir mejor la diferencia entre virus "vacíos" y "llenos", podrían hacer que sus líneas de producción sean más eficientes. Heck afirma:"Si se tiene en cuenta que algunos de los tratamientos de terapia génica cuestan alrededor de 1 millón de euros por tratamiento, esta mejora de la eficiencia podría tener un impacto beneficioso significativo".
Más información: Evolène Deslignière et al, Los transitorios ultralargos mejoran la sensibilidad y la resolución en la espectrometría de masas de ión único basada en Orbitrap, Nature Methods (2024). DOI:10.1038/s41592-024-02207-8
Proporcionado por la Universidad de Utrecht
