Un día, los médicos podrán crear planes de tratamiento médico personalizados basados ​​en el ADN de un paciente, identificar la raíz de la enfermedad de un paciente y asegurarse de que el tratamiento no cause una reacción alérgica fatal. Gracias al profesor de Technion Amit Meller, la fantasía está un paso más cerca de ser una realidad

La clave para lograr este revolucionario medicamento basado en el ADN es la decodificación rápida y precisa del genoma de un paciente. Un genoma es la secuencia única de moléculas especiales a lo largo de una cadena de ADN que le dice a la maquinaria de una célula qué proteínas producir. y cuando. Esas moléculas cruciales del genoma se denominan "nucleobases, "y se conocen como adenina, timina, citosina y guanina (o A, T, C, y G, para abreviar). El profesor Meller y su equipo desarrollaron una forma de registrar las A, Ts, Cs, y G en el ADN de una persona al forzar a una molécula de ADN a deslizarse a través de un pequeño orificio, llamado "nanoporo", en un diminuto chip de silicio del tamaño de la cabeza de una uña.
(¿Qué tan pequeño es un nanoporo? Mide entre 2 y 5 nanómetros, o mil millonésimas de metro, en diámetro. En comparación, un cabello humano mide 100 micrómetros, o millonésimas de metro, en diámetro.)

Los científicos comienzan sumergiendo las moléculas de ADN en una combinación de agua y moléculas de sal cargadas eléctricamente. A medida que el agua salada fluye a través del nanoporo, crea una corriente eléctrica. Cuando una molécula de ADN atraviesa el poro, sin embargo, la corriente se interrumpe. Y, la cantidad de interrupción actual depende de qué A, T, C, o G está en el poro.

Por lo tanto, para leer la secuencia de nucleobases, un científico simplemente tiene que averiguar cuánto interrumpe cada base la corriente eléctrica. Con esa información, podía leer la secuencia de bases de ADN simplemente registrando la secuencia de interrupciones eléctricas a medida que pasaba una molécula de ADN. Hay una trampa aunque. "Para hacer esto, cada base debe permanecer en el poro el tiempo suficiente para dejar muy claro cuánta corriente bloquea, para que se pueda identificar correctamente la nucleobase, "dice el profesor Meller.

Pero el ADN generalmente se mueve demasiado rápido a través de los nanoporos para que Meller y su equipo puedan decodificarlo. Para ralentizar el ADN hicieron brillar un láser verde, no más fuerte que los punteros láser utilizados en las aulas, en el poro, lo que le dio una carga eléctrica negativa. El nanoporo luego atrajo los átomos de potasio cargados positivamente en el agua salada. Esos átomos, junto con un poco de agua, movido hacia el poro, creando un flujo que bloqueaba el movimiento del ADN. "Entonces, que crea una fuerza de arrastre en el ADN, ralentizándolo para que cada base se sitúe en el nanoporo por más tiempo, "dice el profesor Meller.

Este método de lectura de secuencias de ADN aún está en desarrollo de laboratorio. Pero Meller prevé un futuro en el que el chip de nanoporos podría integrarse en un dispositivo portátil, aproximadamente del tamaño de un teléfono inteligente, que podría llevarse directamente al paciente.

El equipo de investigación de Technion colaboró ​​con colegas de la Universidad de Boston en este proyecto. Los resultados del equipo se publicaron en la edición en línea del 3 de noviembre de Nanotecnología de la naturaleza .