Las hebras de ADN diseñadas, herramientas a nanoescala llamadas "nanointerruptores", podrían ser la clave para más fácil, Pruebas más baratas y sensibles que pueden permitir la detección de alta fidelidad de biomarcadores que indiquen la presencia de diferentes enfermedades. cepas virales e incluso variabilidades genéticas tan sutiles como una mutación de un solo gen.

"Una aplicación fundamental tanto en la investigación básica como en la práctica clínica es la detección de biomarcadores en nuestros cuerpos, que transmiten información vital sobre nuestra salud actual, "dice Wesley Wong, Doctor. "Sin embargo, Los métodos actuales tienden a ser baratos y fáciles o muy sensibles. pero generalmente no ambos ".

Es por eso que Wong y su equipo han adaptado su tecnología de nanointerruptores de ADN, previamente demostrada para ayudar al descubrimiento de fármacos y la medición de interacciones bioquímicas, en una nueva plataforma que denominan ensayo inmunoabsorbente ligado a nanointerruptores (NLISA) por su rapidez, detección de proteínas sensibles y específicas, que informaron esta semana en un nuevo artículo en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias .

"Es un enfoque de 'lo mejor de ambos mundos', "dice Wong, autor principal del artículo, quien es investigador principal del Programa de Medicina Celular y Molecular del Boston Children's Hospital, profesor asistente en la Escuela de Medicina de Harvard y miembro asociado de la facultad del Instituto Wyss de Ingeniería de Inspiración Biológica de la Universidad de Harvard. "Esta tecnología podría traducirse en pruebas de laboratorio y en el lugar de atención que son tan asequibles y fáciles de usar como las pruebas de embarazo en el hogar, pero son mucho más sensibles y precisos ".

La plataforma NLISA utiliza un proceso llamado electroforesis en gel para cribar sintetizados, hebras simples de "reactivos" de ADN que cambian de forma en presencia de un biomarcador específico. Comienzan tanto tiempo hebras lineales de ADN, pero están decoradas con proteínas que se unen a un biomarcador proteico coincidente de interés. Una vez expuesto a ese biomarcador coincidente, las proteínas se unen a él y hacen que la hebra de ADN se doble en un bucle.

En combinación con electroforesis en gel, ese cambio de forma hace que sea extremadamente fácil detectar si el biomarcador de interés está presente o no. En electroforesis en gel, un campo eléctrico atrae moléculas a través de un gel poroso. Los nanointerruptores de ADN lineal se mueven mucho más rápido a través de los poros del gel, mientras que los bucles de nanointerruptores activados se mueven mucho más lento debido a su forma más tosca.

"Simplemente pon, ¿Las distancias que recorren los nanointerruptores a través del gel indican si hay un biomarcador presente o no? "dice el primer autor Clinton Hansen, Doctor, becario postdoctoral en el laboratorio de Wong.

'Ejecuta el gel'

Llevar, por ejemplo, antígeno prostático específico (PSA), que es un marcador de suero sanguíneo que se usa para evaluar a los hombres en busca de cáncer de próstata. Para demostrar su sistema NLISA, Wong y su equipo agregaron muestras de suero sanguíneo con niveles variados de PSA. Luego, combinar los reactivos del nanointerruptor para PSA con las muestras de suero, realizaron electroforesis en gel sobre la mezcla. El equipo pudo detectar la presencia de PSA con mayor sensibilidad en menos volumen que con ensayos comparables.

Además, durante otra demostración de prueba de concepto, El equipo de Wong demostró que su plataforma NLISA podía distinguir entre cepas virales muy similares de la fiebre del dengue en 45 minutos o menos.

"Al ejecutar un gel, perturbamos los nanointerruptores con un campo eléctrico para reducir los resultados falsos positivos mediante un proceso llamado 'corrección cinética, ", Explica Wong." Aunque proteínas similares, como las cepas virales relacionadas, inicialmente podrían 'disparar' los nanointerruptores en bucles, estos lazos estrechos pero no del todo perfectos se pueden romper, dejando atrás solo verdaderos resultados positivos. Esto nos permite discernir entre cepas virales que incluso pueden ser diferentes por una sola mutación genética ".

El sistema NLISA tiene el potencial de convertirse en un estándar para la detección de proteínas, Wong sugiere, e incluso podría convertirse en un portátil, dispositivo de mano para uso clínico.