En la representación de ADN a la izquierda, dos de las tres cadenas de ADN son "normales"; sin embargo, la tercera hebra tiene una región que puede causar cáncer. La investigación del profesor Armani se centra en detectar estas regiones y comprender qué eventos desencadenan el cambio en el ADN. La técnica que está utilizando se basa en un dispositivo nanoláser muy sensible que se muestra en la imagen del microscopio electrónico a la derecha. El láser que se muestra en esta imagen es más pequeño que el ancho de un cabello humano. Crédito:Escuela de Ingeniería de USC Viterbi.
Imagina el día en que una máquina pueda extraer tu sangre examinarlo para detectar mutaciones genéticas y variaciones químicas que pueden causar cáncer, y saque un fármaco hecho a medida para su ADN.
Ese fármaco hipotético se enfocaría y solucionaría las irregularidades puntuales que se han acumulado con el tiempo y que pueden conducir a la formación de tumores y cáncer.
Los Institutos Nacionales de Salud han recurrido a la profesora de Viterbi Andrea Armani para desarrollar un instrumento clave que lleve a los investigadores un paso más hacia la realización de esta visión.
"¿Entrega personalizada de medicamentos contra el cáncer? Según el enfoque, podría ser tan pronto como dentro de 10 a 15 años, "dice Armani, profesor asistente del Departamento de Ingeniería Química y Ciencia de Materiales de la Familia Mork.
Armani ha recibido el Premio al Nuevo Innovador 2010 de los NIH, que reconoce a un grupo selecto de investigadores con "creatividad excepcional" y enfoques audaces que "tienen el potencial de producir un impacto importante en general, problemas importantes en la investigación biomédica y del comportamiento ".
El premio asciende a una subvención de investigación de $ 2,3 millones durante cinco años para investigar la epigenética. Este campo estudia los cambios en el ADN que están asociados con el cáncer.
El análisis de estos cambios en el ADN se ha mostrado prometedor en la detección temprana y el tratamiento del cáncer de ovario y otros tipos de cáncer. dice Armani.
Pero los métodos de investigación actuales solo pueden capturar instantáneas de estos cambios en el ADN, en lugar de monitorear el proceso continuamente. Por lo tanto, pierden información que podría ser vital para comprender los procesos que se han relacionado con el cáncer y otras enfermedades, como Huntington y diabetes.
La sensibilidad o resolución de muchas de estas técnicas también es muy pobre. "Es como intentar ver un programa de televisión a través de estática, "dice Armani.
Su método llevará el campo directamente a la alta definición.
Armani propone desarrollar un nanoláser ultrasensible que le permitiría detectar cambios en el ADN a medida que ocurren en tiempo real. Este dispositivo también le permitirá estudiar una sola hebra de ADN de forma aislada, en lugar de grupos de cientos o miles de hebras, como deben hacer los investigadores con la tecnología actual.
A medida que el ADN se une a la superficie del nanoláser, el "color" o la longitud de onda láser emitida por el láser cambiará. A medida que cambia el ADN, el color volverá a cambiar. La resolución mejorada es el resultado de la precisión con la que se puede controlar el color.
La primera parte del proyecto se centra en la construcción del instrumento nanolaser, mientras que la segunda mitad financia los experimentos de ADN.
¿La meta? Lo que Armani llama "deshacer" estos desencadenantes que pueden causar cáncer.
Ella se enfocará primero en usar el nanolaser para realizar experimentos iniciales de prueba de concepto usando desencadenantes conocidos, concentraciones tan altas de solventes y agentes de limpieza comunes.
Parte de este proceso implica tomar una sola hebra de ADN, exponerlo a un químico fuerte y ver si se inicia un cambio específico. En última instancia, le gustaría poder advertir a las personas qué factores desencadenantes deben evitar.
