Los médicos utilizan cada vez más firmas genéticas para diagnosticar enfermedades y determinar el mejor curso de atención. pero el uso de secuenciación de ADN y otras técnicas para detectar reordenamientos genómicos sigue siendo costoso o tiene capacidades limitadas. Sin embargo, un avance innovador desarrollado por investigadores del Massey Cancer Center de Virginia Commonwealth University y el Departamento de Física de VCU promete diagnosticar mutaciones de reordenamiento del ADN a una fracción del costo con mayor precisión.

Dirigido por el físico de VCU Jason Reed, Doctor., El equipo desarrolló una técnica que combina un proceso llamado reacción en cadena de la polimerasa digital (dPCR) con microscopía de fuerza atómica de alta velocidad (HSAFM) para crear una imagen con una resolución a nanoescala que los usuarios pueden medir las diferencias en las longitudes de los genes en una secuencia de ADN. Estas variaciones en la longitud de los genes, conocidos como polimorfismos, puede ser clave para diagnosticar con precisión muchas formas de cáncer y enfermedades neurológicas.

Recientemente se publicó en la revista un estudio que detalla el método. ACS Nano , y el equipo de investigación informó sus resultados en las reuniones anuales de la Asociación de Patología Molecular y la Sociedad Estadounidense de Hematología. La investigación anterior que detalla la tecnología HSAFM fue descrita por VCU Massey Cancer Center en 2017.

"La tecnología necesaria para detectar reordenamientos de secuencias de ADN es cara y de disponibilidad limitada, Sin embargo, la medicina se basa cada vez más en la información que proporciona para diagnosticar y tratar con precisión cánceres y muchas otras enfermedades. "dice Jason Reed, Doctor., miembro del programa de investigación de Biología del Cáncer en VCU Massey Cancer Center y profesor asociado en el Departamento de Física de la Facultad de Humanidades y Ciencias de VCU. "Hemos desarrollado un sistema que combina un proceso de laboratorio de rutina con un microscopio atómico económico pero potente que ofrece muchos beneficios sobre la secuenciación de ADN estándar para esta aplicación, A una fracción del costo."

dPCR utiliza la enzima ADN polimerasa para clonar exponencialmente muestras de ADN o ARN para experimentación o análisis adicional. Luego, la muestra se coloca en una placa atómicamente plana para su inspección usando HSAFM, que arrastra una aguja microscópica extremadamente afilada similar a la aguja de un tocadiscos a través de la muestra para crear medidas precisas a nivel molecular. La técnica fue adaptada por el equipo de Reed para usar láseres ópticos, como los de un reproductor de DVD, para procesar muestras a una velocidad miles de veces más rápida que la microscopía de fuerza atómica típica. Luego, los investigadores desarrollaron un código de computadora para rastrear la longitud de cada molécula de ADN.

El equipo afirma que cada reacción de dPCR cuesta menos de $ 1 para escanear usando su técnica.

Para demostrar la utilidad clínica del proceso, Reed se asoció con Amir Toor, MARYLAND., hematólogo-oncólogo y miembro del programa de investigación de Terapéutica del desarrollo en Massey, y Alden Chesney, MARYLAND., profesor asociado de patología en el Departamento de Patología de la Facultad de Medicina de la VCU. Juntos, compararon la técnica de Reed con la prueba estándar actual para diagnosticar polimorfismos de longitud del ADN en el gen FLT3 en pacientes con leucemia mieloide aguda. Los pacientes con estas mutaciones suelen tener una enfermedad más agresiva y un pronóstico precario en comparación con los pacientes sin la mutación.

La técnica de Reed identificó con precisión las mutaciones del gen FLT3 en todas las muestras y comparó los resultados de la prueba estándar de oro actual (LeukoStrat CDx FLT3 Mutation Assay) al medir las longitudes de los segmentos del gen. Sin embargo, a diferencia de la prueba actual, El análisis de Reed también informa la fracción de alelos variantes (VAF). El VAF puede mostrar si la mutación es hereditaria y permite la detección de mutaciones que la prueba actual podría pasar por alto.

"Elegimos centrarnos en las mutaciones de FLT3 porque son difíciles de diagnosticar, y el ensayo estándar tiene una capacidad limitada, ", dice Reed." Planeamos continuar desarrollando y probando esta tecnología en otras enfermedades que involucran mutaciones estructurales del ADN. Esperamos que pueda ser una herramienta poderosa y rentable para los médicos de todo el mundo que tratan el cáncer y otras enfermedades devastadoras provocadas por mutaciones del ADN ".