Detectar el cáncer temprano, justo cuando comienzan los cambios en el ADN, podría mejorar el diagnóstico y el tratamiento, así como ampliar nuestra comprensión de la enfermedad. Un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de Illinois describe un método para detectar, contar y mapear pequeñas adiciones al ADN llamadas metilaciones, que puede ser una señal de advertencia de cáncer, con una resolución sin precedentes.

El método enhebra hebras de ADN a través de un pequeño orificio, llamado nanoporo, en una hoja de material atómicamente delgada con una corriente eléctrica que la atraviesa. El estudio fue publicado en el número inaugural de la revista. Materiales y aplicaciones npj 2D , una nueva revista de Nature Press.

"Una o algunas metilaciones no es gran cosa, pero si hay muchos y están muy juntos, entonces es malo "dijo el líder del estudio Jean-Pierre Leburton, profesor de ingeniería eléctrica e informática en Illinois. "La metilación del ADN es en realidad un proceso inicial para el cáncer. Por lo tanto, queremos detectar cuántos de ellos hay y qué tan cerca están. Eso puede decirnos en qué etapa se encuentra el cáncer".

Otros intentos de utilizar nanoporos para detectar la metilación han tenido una resolución limitada. Los investigadores comienzan perforando un pequeño agujero en una hoja plana de material de solo un átomo o molécula de espesor. El poro se sumerge en una solución salina y se aplica una corriente eléctrica para impulsar la molécula de ADN a través del poro. Las caídas en la actual alerta a los investigadores de que está atravesando un grupo metilo. Sin embargo, cuando dos o tres están juntos, el poro lo interpreta como una señal, Dijo Leburton.

El grupo de Illinois intentó un enfoque ligeramente diferente. Aplicaron una corriente directamente a la hoja conductora que rodea el poro. Trabajando con Klaus Schulten, profesor de física en Illinois, El grupo de Leburton en el Instituto Beckman de Ciencia y Tecnología Avanzadas de Illinois utilizó simulaciones por computadora avanzadas para probar la aplicación de corriente a diferentes materiales planos, como el grafeno y el disulfuro de molibdeno, a medida que se pasaba el ADN metilado.

"Nuestras simulaciones indican que medir la corriente a través de la membrana en lugar de solo la solución a su alrededor es mucho más precisa, ", Dijo Leburton." Si tiene dos metilaciones juntas, incluso a solo 10 pares de bases de distancia, sigues viendo dos saltos y no se superponen. También podemos mapear dónde se encuentran en la hebra, para que podamos ver cuántos hay y dónde están ".

El grupo de Leburton está trabajando con colaboradores para mejorar el enhebrado del ADN, reducir el ruido en la señal eléctrica y realizar experimentos para verificar sus simulaciones.