Detección específica de Punto-Mutación-Posición mediante nanoporos biológicos. Crédito:Ryuji Kawano, TUAT
En años recientes, un método de biopsia no invasivo llamado biopsia líquida se ha mostrado prometedor como una posible alternativa a la biopsia de tejido, actualmente el estándar de oro en la detección y el diagnóstico del cáncer. Una muestra de biopsia de tejido:tradicionalmente obtenida mediante un procedimiento quirúrgico que puede requerir anestesia general. acompañado del riesgo de complicaciones que pueden ocurrir por cualquier cirugía, desde el dolor hasta la infección y la neumonía, generalmente se analiza para detectar variaciones genéticas específicas, también conocidas como mutaciones, que puede ofrecer información sobre un tratamiento óptimo claro para ese cáncer.
Biopsias líquidas, por otra parte, identificar la presencia de fragmentos de ADN tumoral o células que circulan en fluidos corporales como la sangre, orina o saliva, llamado ADN tumoral circulante (ADNct), y evita que los pacientes sufran daños innecesarios. Desafortunadamente, la cantidad diminuta de ctDNA en los fluidos corporales y su naturaleza de corta duración siguen siendo un desafío para las aplicaciones de la vida real.
Pero los investigadores de biotecnología de la Universidad de Agricultura y Tecnología de Tokio (TUAT) han desarrollado una técnica de nanoporos que, en pruebas de laboratorio, ha demostrado potencial para ofrecer un poderoso herramienta rápida y sencilla para la detección de mutaciones.
Los hallazgos fueron publicados el 9 de agosto de 2020, en la revista revisada por pares Pequeños métodos .
Mediciones de nanoporos, una tecnología de secuenciación genética de tercera generación, pasa una molécula de ADN a través de un agujero a nanoescala, o 'poro'. A medida que transita por el poro, las bases de nucleótidos del ADN (adenina [A], citosina [C], guanina [G], o timina [T]) provocan cambios en la carga eléctrica que son específicos de cada una de esas bases y que pueden catalogarse, muy parecido a pasar arena a través de una serie de tamices. La tecnología Nanopore también puede detectar la translocación, o intercambio de material genético, de hebras cortas de ADN a través de un bloqueo de la corriente eléctrica cuando el poro está abierto. En ambos casos, Los tiempos de ejecución de las mediciones de segunda generación duran entre 4 y 9 días. Pero las mediciones de nanoporos ocurren en tiempo real.
La técnica de nanoporos rápida y barata se utiliza a menudo para la secuenciación del genoma completo, pero su uso para el análisis de ctDNA sigue estando poco desarrollado. La secuenciación de nanoporos es experta en lecturas largas (> 10, 000-50, 000 nt). La secuenciación del ctDNA (~ 150 pb) necesita un procesamiento en una etapa más temprana, como proporcionar múltiples copias del ctDNA original para estirar los objetivos. Si bien se han realizado intentos de enfoques que utilizan tecnología de nanoporos para la detección directa de ADNct, y son capaces de reconocer la presencia o ausencia de una única mutación genética, hasta aquí, no han podido reconocer la posición de esta mutación.
El método TUAT, basado en el análisis estadístico del tiempo que tarda el código genético en descomprimirse, y del bloqueo de la corriente, permitiendo identificar tanto la presencia como la posición de una mutación. Hasta ahora solo se ha utilizado en tiras cortas de material genético, u oligonucleótidos, no en biopsias líquidas del mundo real.
"Esto todavía se encuentra en la etapa de prueba de concepto, pero es emocionante no solo porque podría permitir una detección más temprana, "dijo Ryuji Kawano, uno de los dos ingenieros responsables de idear el nuevo método, "pero la técnica podría usarse para evaluar el grado de metástasis [crecimiento del cáncer] y qué tan bien están funcionando los medicamentos contra el cáncer".
Los investigadores ahora esperan trabajar con instituciones médicas para verificar y catalogar la ubicación de mutaciones en el ctDNA de muchos cánceres diferentes con el fin de desarrollar este método como un método de diagnóstico simple para una amplia gama de casos de la enfermedad.