Pruebas para identificar variaciones genéticas entre individuos, que se puede utilizar para desarrollar terapias farmacológicas dirigidas con precisión, son un foco actual en el campo emergente de la farmacogenómica. Los investigadores de A * STAR han desarrollado y patentado una nanosonda elegante y personalizada para evaluar la sensibilidad al fármaco warfarina.

Para desarrollar la nanoprobe, Jackie Ying en el Instituto A * STAR de Bioingeniería y Nanotecnología y compañeros de trabajo en Singapur, Taiwán y Japón idearon un procedimiento relativamente simple que utiliza equipo de laboratorio estándar y puede adaptarse fácilmente para otras pruebas genéticas.

"Nuestro método es más rápido, más rentable y más precisa que las alternativas existentes, "dice Ying.

El método de Ying detecta variaciones genéticas conocidas como polimorfismos de un solo nucleótido (SNP) que se diferencian solo en un bloque de construcción de un solo nucleótido del ADN. En el caso de la warfarina, el anticoagulante recetado con más frecuencia, existen diferencias de SNP en partes específicas del genoma que indican si un paciente tolerará el medicamento o sufrirá efectos secundarios graves.

Los investigadores utilizaron nanopartículas de oro unidas a secciones cortas de ADN que se unen a secuencias complementarias específicas de ADN a través del emparejamiento de bases que mantiene unido el ADN de doble hebra. Estas nanosensas se expusieron a fragmentos de ADN que habían sido cortados y amplificados del genoma de un paciente.

Las nanonondas son inicialmente de color rosa debido a los efectos plasmónicos de la superficie que involucran ondas de carga eléctrica. Cuando se analiza, si las sondas no se unen a los fragmentos de ADN, se agregan y se vuelven incoloras al exponerse a una solución salina. Si se unen al objetivo, no se agregarán, sino que permanecerán rosadas hasta que se calienten a una "temperatura de fusión" en la que se interrumpa el emparejamiento de bases y se separen las hebras de ADN de la sonda y los fragmentos del genoma. Para los casos de complementariedad parcial, en los que los fragmentos se emparejan incorrectamente por un solo nucleótido, la temperatura de fusión se reduce en una cantidad que depende del nivel de emparejamiento incorrecto. Esto permite que los SNP se detecten a través de sus diferentes temperaturas de fusión.

El cambio de color resultante es fácilmente visible para el ojo humano, pero también se puede evaluar automáticamente (ver imagen). El sistema también puede distinguir entre genotipos homocigotos (donde una persona tiene el mismo SNP en cada miembro de un par de cromosomas) y genotipos heterocigotos (donde una persona porta diferentes SNP en cada cromosoma).

"El kit de prueba de warfarina patentado está disponible para su comercialización o licencia, "dice Ying." Hemos desarrollado y estamos validando kits de ensayo para varias otras aplicaciones en la detección de patógenos, farmacogenómica y detección de enfermedades genéticas ".