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
- Análisis de sangre orienta el tratamiento posquirúrgico en cáncer colorrectal metastásico
- Prueba rápida de biopsia con cepillo detecta cáncer oral en una hora
- Biomarcadores no invasivos mejoran la evaluación del riesgo de cáncer colorrectal
- Herramienta de IA interpretable mejora la predicción de respuesta a la inmunoterapia
- Prueba de sangre impulsada por IA mejora la detección temprana de múltiples cánceres
- Análisis de sangre con biomarcadores de ARN circular predice la progresión del Alzheimer
- Una prueba PCR en casa detecta la gripe y la COVID-19 en 30 minutos
- Prueba de expresión génica ayuda a evaluar el riesgo de metástasis en melanoma
- Biomarcador de ARN en sangre mejora la predicción del inicio de Alzheimer
- Marco describe estrategia de pruebas genómicas para una dosificación más segura de medicamentos en África
- Prueba de PCR múltiple identifica siete patógenos de ITS en una hora
- Panel de PCR en el punto de atención entrega resultados de vaginitis en 20 minutos
- Análisis de sangre revela cáncer pancreático oculto después del tratamiento
- Ensayos genómicos predicen beneficio de antraciclinas en cáncer de mama en etapa temprana
- Ensayo ultrasensible de ADNTc detecta ERM en cánceres de mama, colorrectal y renal
- Prueba de expresión génica refina la toma de decisiones sobre biopsias de melanoma
Canales
Química Clínica
ver canal
Prueba aprobada por la FDA identifica bajo riesgo de várices esofágicas grandes en cirrosis
La enfermedad hepática crónica contribuye de forma sustancial a la mortalidad, y los clínicos realizan rutinariamente pruebas de cribado en adultos con cirrosis compensada para detectar... Más
Firma de proteínas en sangre diagnostica EII pediátrica y distingue subtipos
Confirmar la enfermedad inflamatoria intestinal pediátrica (IBD) a menudo requiere imágenes, endoscopia e histopatología, lo que prolonga el tiempo hasta el diagnóstico.... MásHematología
ver canal
Un análisis de sangre ayuda a predecir la mortalidad a corto plazo tras un infarto grave
El infarto de miocardio con elevación del segmento ST (IAMCEST) es un ataque cardíaco grave causado por la obstrucción completa de una arteria coronaria. La estratificación... Más
Plataforma hematológica de nueva generación agiliza flujos de trabajo en laboratorios complejos
Sysmex America (Chicago, IL, EE. UU.) ha presentado la nueva generación de la serie XR, centrada en el módulo de hematología automatizada XR-10 para laboratorios de alta complejidad. La plataforma se basa... Más
El recuento de eosinófilos en sangre podría predecir la respuesta y toxicidad a inmunoterapia oncológica
Los inhibidores de puntos de control inmunitario han mejorado los resultados en muchos tipos de cáncer, aunque solo una parte de los pacientes obtiene beneficios duraderos y los biomarcadores para guiar... MásInmunología
ver canal
Biomarcadores de anticuerpos antilípidos pueden identificar enfermedad de Lyme temprana y síntomas persistentes
La enfermedad de Lyme a menudo pasa desapercibida durante su etapa más temprana y tratable, mientras que los ensayos serológicos actuales no pueden distinguir una infección activa... Más
Biomarcadores inmunitarios podrían identificar riesgo de enfermedad crítica crónica al ingreso en la UCI
Las lesiones traumáticas graves pueden desencadenar disfunción inmunitaria y orgánica que complica la recuperación en la unidad de cuidados intensivos. Un subconjunto de pacientes... MásMicrobiología
ver canal
Paneles PCR gastrointestinales rápidos entregan resultados en una hora
La gastroenteritis infecciosa aguda sigue siendo una causa importante de enfermedad en todo el mundo, especialmente en niños pequeños, adultos mayores y pacientes inmunocomprometidos.... Más
Aprendizaje automático revela patrones consistentes del microbioma intestinal en cáncer colorrectal
El cáncer colorrectal se ha relacionado repetidamente con alteraciones en el microbioma intestinal, pero los hallazgos a menudo han variado entre estudios pequeños y heterogéneos.... MásPatología
ver canal
El estado de EBV ayuda a predecir la supervivencia en el linfoma primario del SNC
El linfoma primario del sistema nervioso central es una neoplasia rara en la que los tumores surgen en el cerebro y, con menor frecuencia, en la médula espinal, los ojos o el líquido cef... Más
Herramienta de patología con IA predice respuesta a inmunoterapia en cánceres raros
La inmunoterapia ha transformado la atención de ciertas neoplasias malignas, pero sigue siendo un desafío predecir qué pacientes con cánceres raros tienen más probabilidades... MásTecnología
ver canal
Panel de algoritmos ayuda a evaluar la fibrosis hepática y vigilar el cáncer de hígado
La enfermedad hepática crónica es común y suele progresar de forma silenciosa, lo que aumenta el riesgo de cirrosis y carcinoma hepatocelular cuando no se detecta de manera temprana.... Más
Los kits de detección enviados por correo ayudan a reducir brechas en el cribado del cáncer colorrectal
La detección precoz del cáncer colorrectal es una prioridad preventiva de larga data, pero la participación y el seguimiento siguen siendo desiguales entre los distintos grupos de pacientes.... MásIndustria
ver canal








