Investigadores del Instituto Karolinska han desarrollado un método novedoso que utiliza nanobolas de ADN para detectar patógenos, con el objetivo de simplificar las pruebas de ácido nucleico y revolucionar la detección de patógenos. Los resultados del estudio, publicados en Science Advances , podría allanar el camino para una prueba electrónica sencilla capaz de identificar varios ácidos nucleicos en diversos escenarios de forma rápida y económica.
El investigador principal, Vicent Pelechano, profesor asociado del Departamento de Microbiología, Biología Celular y Tumoral del Instituto Karolinska, se muestra cautelosamente optimista sobre el potencial de la tecnología para detectar una serie de agentes patógenos en entornos del mundo real.
"La metodología implica combinar la biología molecular (generación de nanobolas de ADN) y la electrónica (cuantificación basada en impedancia eléctrica) para obtener una herramienta de detección pionera", afirma Vicent Pelechano.
Los investigadores modificaron una reacción isotérmica de amplificación de ADN denominada LAMP para generar pequeñas nanobolas de ADN de 1-2 μM si el patógeno estaba presente en la muestra. Luego, estas nanobolas se dirigen a través de canales diminutos y se identifican eléctricamente mientras atraviesan dos electrodos. El método ha demostrado una notable sensibilidad al detectar tan solo 10 moléculas objetivo y resultados rápidos en menos de una hora, utilizando un sistema compacto e inmóvil.
"La detección rápida y precisa del material genético es clave para el diagnóstico, especialmente en respuesta a la aparición de nuevos patógenos", afirma Vicent Pelechano.
Durante la reciente pandemia de COVID-19, los investigadores observaron un uso extensivo de diagnósticos basados en proteínas para pruebas rápidas. Sin embargo, estos métodos requieren mucho tiempo para desarrollar anticuerpos de alta calidad. Por el contrario, los enfoques basados en ácidos nucleicos ofrecen una mayor facilidad de desarrollo, una mayor sensibilidad y una flexibilidad inherente, según los investigadores.
Este nuevo método, que ofrece detección sin etiquetas, podría acelerar el lanzamiento de nuevos kits de diagnóstico. Al integrar productos electrónicos asequibles producidos en masa con reactivos liofilizados, la tecnología posee el potencial de proporcionar un dispositivo de punto de atención barato, ampliamente implementado y escalable.
El equipo comenzó este trabajo como una extensión de sus esfuerzos anteriores en la detección basada en LAMP (amplificación isotérmica mediada por bucle) del SARS-CoV-2 durante la pandemia.
Actualmente, el equipo de investigación está explorando activamente vías para integrar esta tecnología en dominios como el monitoreo ambiental, la seguridad alimentaria y la detección de resistencia a virus y antimicrobianos. El equipo también está explorando vías para otorgar licencias o potencialmente establecer una startup para capitalizar esta tecnología, habiendo solicitado recientemente una patente para la tecnología.
Más información: Muhammad Tayyab et al, Ensayo digital para la cuantificación electrónica rápida de patógenos clínicos utilizando nanobolas de ADN, Avances científicos (2023). DOI:10.1126/sciadv.adi4997
Información de la revista: Avances científicos
Proporcionado por el Instituto Karolinska
