Estrategia de detección electroquímica basada en la caminata de ADN bípedo en bucle. Crédito:Miao et al.
El análisis de ácidos nucleicos se utiliza principalmente en la detección de patógenos, la identificación de enfermedades genéticas y el diagnóstico precoz del cáncer. Por ejemplo, el análisis cuantitativo del ADN tumoral circulante (ctDNA), un fragmento de ADN libre derivado de células malignas que lleva cambios de secuencia específicos del tumor, puede ayudar a obtener abundante información sobre los tumores, incluida la mutación genética puntual, la integridad del genoma. Por lo tanto, el ctDNA se considera un marcador tumoral personalizado y desempeña un papel clave en el diagnóstico del cáncer y la evaluación de malignidad.
El grupo de Miao Peng del Instituto de Ingeniería y Tecnología Biomédica de Suzhou (SIBET) de la Academia de Ciencias de China ha desarrollado recientemente una nanomáquina electroquímica de ADN basada en la reacción de caminata de ADN bípedo en bucle para el análisis altamente sensible de ácidos nucleicos. Resultados relevantes fueron publicados en ACS Central Science .
Miao y su equipo construyeron una nanoestructura de ADN de triple hélice intermolecular de pH controlable entre las sondas de ADN A y B a través del diseño de secuencias, y luego construyeron una interfaz de electrodo modificada renovable.
Diseñaron una estrategia de amplificación por desplazamiento de cadena simple pero efectiva para amplificar la información de una secuencia objetivo. "A través de la integración del cebador y la plantilla en una única sonda de ADN estructurada en horquilla, la velocidad de reacción mejoró efectivamente", dijo Miao.
En presencia de una secuencia diana, se podría generar una gran cantidad de productos de ADN monocatenario.
Además, desarrollaron una nueva estrategia de caminar con ADN bípedo en bucle. Los dos bucles de la sonda de ADN con estructura de mancuerna contenían secuencias de ADNzima, que inicialmente no podían reaccionar con las hebras de la pista en la interfaz del electrodo (estado inactivado).
Cuando fue activado por el ADN monocatenario producido por la amplificación por desplazamiento de cadena anterior, se formó una sonda de ADN estructurada en bucle a partir de la sonda con mancuernas. Los caminantes bípedos se activaron para una mayor interacción con los hilos de la pista en la superficie del electrodo, induciendo los cambios de respuesta electroquímica.
Según el método desarrollado, la sensibilidad de 2,2 aM (alrededor de 1,3 copias/μL) podría lograrse en condiciones experimentales optimizadas, según sus resultados. "Este método muestra una buena selectividad", dijo Miao.
Las muestras de suero clínico y las muestras de frotis de garganta se analizaron y verificaron más.
A través del análisis de señales electroquímicas anormales, los pacientes correspondientes pueden identificarse efectivamente de los grupos de control sanos, según Miao.
La estrategia también proporciona una nueva forma rápida y sensible para detectar marcadores de ADN de enfermedades infecciosas agudas. Científicos desarrollan nuevos circuitos lógicos de ADN
