Plataforma de biodetección diagnostica las enfermedades a través de la detección de moléculas individuales
Por el equipo editorial de LabMedica en español Actualizado el 14 Sep 2020 |

Imagen: Ilustración que muestra el matrimonio de la nanotecnología de ADN y la bioelectrónica (Fotografía cortesía de EatFishDesign)
Un método nuevo de diagnóstico emplea una plataforma de biosensor de origami de ADN junto con una lectura de nanoporos que permite la detección de biomarcadores individuales.
La capacidad de detectar concentraciones bajas de biomarcadores en muestras de pacientes es una de las piedras angulares de la asistencia sanitaria moderna. En general, los enfoques de biosensores se basan en la medición de señales resultantes de la interacción de un gran conjunto de moléculas con el sensor. Para aumentar la sensibilidad de este enfoque, los investigadores de la Universidad de Leeds (Reino Unido), desarrollaron una plataforma de biosensores utilizando origami de ADN, que presentaba una cavidad central con un aptámero de ADN específico de la diana acoplado con un nanoporo de lectura para permitir la detección de biomarcadores individuales.
El origami de ADN es el plegamiento de ADN a nanoescala para crear formas de nanoescala bidimensionales y tridimensionales no arbitrarias. El método actual de origami de ADN implica el plegado de una sola hebra larga de ADN viral con la ayuda de múltiples hebras “básicas” más pequeñas. Estas hebras más cortas se unen a las más largas en varios lugares, lo que da como resultado la formación de una forma predefinida de dos o tres dimensiones.
Los aptámeros son especies de ácidos nucleicos que se han diseñado mediante rondas repetidas de selección in vitro para unirse a varios objetivos moleculares, como moléculas pequeñas, proteínas, ácidos nucleicos e incluso células, tejidos y organismos. Los aptámeros son útiles en aplicaciones biotecnológicas y terapéuticas, ya que ofrecen propiedades de reconocimiento molecular que rivalizan con las de los anticuerpos. Además de su reconocimiento discriminado, los aptámeros ofrecen ventajas sobre los anticuerpos, ya que se pueden diseñar completamente en un tubo de ensayo, se producen fácilmente mediante síntesis química, poseen propiedades de almacenamiento deseables y provocan poca o ninguna inmunogenicidad en aplicaciones terapéuticas.
Los investigadores de la Universidad de Leeds demostraron que el origami de ADN funcionalizado con aptámeros de ADN, podía capturar un analito de interés, y que las huellas dactilares de translocación del ADN ocupado y desocupado eran fácilmente diferenciables. En este estudio, revelaron una plataforma biosensora con un límite de detección de tres nanomoles, que era capaz de detectar la proteína C reactiva humana (PCR) en fluidos clínicamente relevantes.
Los investigadores informaron que además de la forma de pico característicamente diferente, también se podrían usar la amplitud del pico y el tiempo de permanencia para diferenciar a los portadores ocupados de los desocupados. La lectura era completamente eléctrica, por lo que se podía miniaturizar y permitir la detección en el punto de atención. En conjunto, esto permitió la biodetección cuantitativa mediante el recuento de portadores de origami de ADN ocupados individuales, lo que se demostró en soluciones fisiológicas y plasma humano diluido.
El primer autor, el Dr. Mukhil Raveendran, investigador de la Universidad de Leeds, dijo: “Una de las principales ventajas es la muestra mínima necesaria. Podemos aislar moléculas individuales de muestras pequeñas para identificar enfermedades específicas. El proceso es muy rápido y los resultados se demoran solo unos minutos. Los biomarcadores capturados se leen con nanoporos y podemos hacer esto una molécula a la vez. Al acoplar el origami de ADN y los nanoporos, podemos detectar cuantitativamente biomarcadores de enfermedades con sensibilidad de una sola molécula”.
La plataforma de biosensores de ADN origami-nanoporos se describió en la edición en línea del 1 de septiembre de 2020 de la revista Nature Communications.
Enlace relacionado:
Universidad de Leeds
La capacidad de detectar concentraciones bajas de biomarcadores en muestras de pacientes es una de las piedras angulares de la asistencia sanitaria moderna. En general, los enfoques de biosensores se basan en la medición de señales resultantes de la interacción de un gran conjunto de moléculas con el sensor. Para aumentar la sensibilidad de este enfoque, los investigadores de la Universidad de Leeds (Reino Unido), desarrollaron una plataforma de biosensores utilizando origami de ADN, que presentaba una cavidad central con un aptámero de ADN específico de la diana acoplado con un nanoporo de lectura para permitir la detección de biomarcadores individuales.
El origami de ADN es el plegamiento de ADN a nanoescala para crear formas de nanoescala bidimensionales y tridimensionales no arbitrarias. El método actual de origami de ADN implica el plegado de una sola hebra larga de ADN viral con la ayuda de múltiples hebras “básicas” más pequeñas. Estas hebras más cortas se unen a las más largas en varios lugares, lo que da como resultado la formación de una forma predefinida de dos o tres dimensiones.
Los aptámeros son especies de ácidos nucleicos que se han diseñado mediante rondas repetidas de selección in vitro para unirse a varios objetivos moleculares, como moléculas pequeñas, proteínas, ácidos nucleicos e incluso células, tejidos y organismos. Los aptámeros son útiles en aplicaciones biotecnológicas y terapéuticas, ya que ofrecen propiedades de reconocimiento molecular que rivalizan con las de los anticuerpos. Además de su reconocimiento discriminado, los aptámeros ofrecen ventajas sobre los anticuerpos, ya que se pueden diseñar completamente en un tubo de ensayo, se producen fácilmente mediante síntesis química, poseen propiedades de almacenamiento deseables y provocan poca o ninguna inmunogenicidad en aplicaciones terapéuticas.
Los investigadores de la Universidad de Leeds demostraron que el origami de ADN funcionalizado con aptámeros de ADN, podía capturar un analito de interés, y que las huellas dactilares de translocación del ADN ocupado y desocupado eran fácilmente diferenciables. En este estudio, revelaron una plataforma biosensora con un límite de detección de tres nanomoles, que era capaz de detectar la proteína C reactiva humana (PCR) en fluidos clínicamente relevantes.
Los investigadores informaron que además de la forma de pico característicamente diferente, también se podrían usar la amplitud del pico y el tiempo de permanencia para diferenciar a los portadores ocupados de los desocupados. La lectura era completamente eléctrica, por lo que se podía miniaturizar y permitir la detección en el punto de atención. En conjunto, esto permitió la biodetección cuantitativa mediante el recuento de portadores de origami de ADN ocupados individuales, lo que se demostró en soluciones fisiológicas y plasma humano diluido.
El primer autor, el Dr. Mukhil Raveendran, investigador de la Universidad de Leeds, dijo: “Una de las principales ventajas es la muestra mínima necesaria. Podemos aislar moléculas individuales de muestras pequeñas para identificar enfermedades específicas. El proceso es muy rápido y los resultados se demoran solo unos minutos. Los biomarcadores capturados se leen con nanoporos y podemos hacer esto una molécula a la vez. Al acoplar el origami de ADN y los nanoporos, podemos detectar cuantitativamente biomarcadores de enfermedades con sensibilidad de una sola molécula”.
La plataforma de biosensores de ADN origami-nanoporos se describió en la edición en línea del 1 de septiembre de 2020 de la revista Nature Communications.
Enlace relacionado:
Universidad de Leeds
Últimas Diagnóstico Molecular noticias
- Prueba de biomarcadores sanguíneos podría detectar predisposición genética al Alzheimer
- Se descubre nuevo autoanticuerpo contra DAGLA en cerebelitis
- Análisis de sangre podría identificar a pacientes con riesgo de esclerodermia grave
- Prueba de sangre basada en genes predice recurrencia del cáncer de piel avanzado
- Prueba de sangre rápida identifica pacientes presintomáticos con enfermedad de Parkinson
- Análisis de sangre para detección temprana del Alzheimer con precisión de 90 %
- Prueba basada en ARN detecta riesgo de preeclampsia antes de síntomas
- Primera prueba que utiliza microARN para predecir toxicidad de terapia contra el cáncer
- Ensayo basado en células proporciona detección sensible y específica de autoanticuerpos en desmielinización
- Novedosa tecnología en POC ofrece resultados precisos del VIH en minutos
- Análisis de sangre descarta riesgo futuro de demencia
- Prueba de dímero D puede identificar pacientes con mayor riesgo de embolia pulmonar
- Nuevos biomarcadores mejoran la detección temprana y seguimiento de la lesión renal
- Inmunoensayos de quimioluminiscencia respaldan diagnóstico de Alzheimer
- Análisis de sangre identifica múltiples biomarcadores para diagnóstico rápido de lesiones de médula espinal
- Análisis de sangre muy preciso diagnostica Alzheimer y mide progresión de demencia
Canales
Química Clínica
ver canal
Herramienta química a nanoescala 'brillantemente luminosa' mejora detección de enfermedades
Miles de moléculas brillantes disponibles comercialmente, conocidas como fluoróforos, se utilizan comúnmente en imágenes médicas, detección de enfermedades, marcado... Más
Prueba de detección portátil económica transforma detección de enfermedades renales
Millones de personas padecen enfermedad renal, que a menudo permanece sin diagnosticar hasta que alcanza una etapa crítica. Esta epidemia silenciosa no solo disminuye la calidad de vida de los afectados,... MásHematología
ver canal
Nuevo sistema de puntuación predice riesgo de cáncer a partir de un trastorno sanguíneo común
La citopenia clonal de significado incierto (CCSI) es un trastorno sanguíneo común en adultos mayores, caracterizado por mutaciones en las células sanguíneas y un recuento ... Más
Prueba prenatal no invasiva para determinar estado RhD del feto es 100 % precisa
En los Estados Unidos, aproximadamente el 15 % de las embarazadas son RhD negativas. Sin embargo, en aproximadamente el 40 % de estos casos, el feto también es RhD negativo, lo que hace innecesaria la... MásInmunología
ver canal
Prueba de células madre predice resultado del tratamiento en cáncer de ovario resistente al platino
El cáncer de ovario epitelial suele responder inicialmente a la quimioterapia, pero con el tiempo, el tumor desarrolla resistencia a la terapia, lo que provoca su recrecimiento. Esta resistencia... Más
Análisis de sangre con aprendizaje automático predice respuesta a inmunoterapia en pacientes con linfoma
La terapia de células T con receptores de antígenos quiméricos (CAR) se ha convertido en uno de los avances recientes más prometedores en el tratamiento de los cánceres... MásMicrobiología
ver canal
Dispositivo portátil ofrece resultados de tuberculosis económico y rápido
La tuberculosis (TB) sigue siendo la enfermedad infecciosa más mortal a nivel mundial, afectando a aproximadamente 10 millones de personas al año. En 2021, alrededor de 4,2 millones de casos... Más
Método basado en IA mejora diagnóstico de infecciones resistentes a fármacos
Las infecciones resistentes a los medicamentos, en particular las causadas por bacterias mortales como la tuberculosis y el estafilococo, se están convirtiendo rápidamente en una emergencia... MásPatología
ver canal
Nuevo método basado en aprendizaje automático detecta contaminación microbiana en cultivos celulares
La terapia celular tiene un gran potencial en el tratamiento de enfermedades como el cáncer, las enfermedades inflamatorias y los trastornos degenerativos crónicos mediante la manipulación o el reemplazo... Más
Nuevo método con corrección de errores detecta cáncer únicamente en muestras de sangre
La tecnología de biopsia líquida, que se basa en análisis de sangre para la detección temprana del cáncer y el seguimiento de la carga oncológica en los pacientes,... MásTecnología
ver canal
Tecnología de microchip desechable podría detectar selectivamente VIH en muestras de sangre completa
A finales de 2023, aproximadamente 40 millones de personas en todo el mundo vivían con VIH, y alrededor de 630.000 personas murieron por enfermedades relacionadas con el sida ese mismo año.... Más
Dispositivo microfluídico Dolor en un Chip determina tipos de dolor crónico desde muestras de sangre
El dolor crónico es una afección generalizada que sigue siendo difícil de controlar, y los métodos clínicos existentes para su tratamiento se basan en gran medida en... MásIndustria
ver canal
Cepheid y Oxford Nanopore se unen para desarrollar soluciones con secuenciación automatizada
Cepheid (Sunnyvale, CA, EUA), una empresa líder en diagnóstico molecular, y Oxford Nanopore Technologies (Oxford, Reino Unido), la empresa detrás de una nueva generación de... Más