Desarrollan análisis portátil de PCR para la detección rápida multiplexada de ADN
|
Por el equipo editorial de LabMedica en español Actualizado el 14 Jul 2021 |

Imagen: (c) Ilustración del flujo de trabajo para la prueba de muestras de hisopos bucales humanos en la PCR toroidal. El tiempo total de respuesta es inferior a una hora. (d) Genotipificación de 15 loci SNP a partir de muestras de hisopos bucales de un trío familiar (Fotografía cortesía de Rice University)
La detección de secuencias de ADN específicas es fundamental para la medicina de precisión, desde la identificación de patógenos hasta la evaluación del riesgo de enfermedades genéticas humanas y el pronóstico de enfermedades. Si bien existen tecnologías para la detección de ADN, tienden a ser limitadas en términos de multiplexación, tiempos de respuesta, precisión de cuantificación o especificidad para diferencias de un solo nucleótido.
Los ensayos para la detección molecular de ácidos nucleicos suelen estar limitados por el nivel de multiplexación (este es el caso de la reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa (qPCR) y de la amplificación isotérmica), los tiempos de respuesta (como con los microarrays y la secuenciación de próxima generación), la exactitud de la cuantificación (amplificación isotérmica, microarrays y secuenciación de nanoporos) o la especificidad para diferencias de un solo nucleótido (micromatrices y secuenciación de nanoporos).
Los ingenieros biomédicos de la Universidad de Rice (Houston, TX, EUA), desarrollaron un ensayo de PCR portátil y con baterías realizado en una cámara de convección toroidal que alberga un microarray de sondas de oligonucleótidos apagadas con fluorescencia que permite la cuantificación rápida y sensible de múltiples dianas de ADN con discriminación de un solo nucleótido.
En el sistema de PCR toroidal, diseñaron un chip que incluye una cámara de reacción anular (en forma de rosquilla) en la que se cargan la muestra de ADN y los reactivos de PCR. En la superficie interna de la cámara de reacción del chip, imprimieron un microarray de ADN pre-apagado para permitir una lectura basada en sondas altamente multiplexadas. Los microarrays permiten la detección de hasta cientos de miles de dianas de ácidos nucleicos diferentes utilizando un solo canal de fluorescencia separando espacialmente las diferentes sondas.
El ensayo ofrece un límite de detección de 10 copias de ADN dentro de los 30 minutos de tiempo de respuesta y un rango dinámico que abarca cuatro órdenes de magnitud de concentración de ADN, y demostraron su desempeño al detectar 20 loci genómicos y 30 polimorfismos de un solo nucleótido en muestras de ADN genómico humano y 15 especies bacterianas en aislados clínicos.
Los autores concluyeron que la capacidad de la PCR toroidal para detectar y cuantificar rápida y simultáneamente muchos marcadores de ácidos nucleicos diferentes la posiciona bien como un sistema para realizar diagnósticos complejos de ADN y ARN en entornos convenientes para el paciente. Los dispositivos portátiles para la detección rápida y altamente multiplexada de ácidos nucleicos pueden ofrecer ventajas en los diagnósticos en el punto de atención. El estudio fue publicado el 1 de julio de 2021 en la revista Nature Biomedical Engineering.
Enlace relacionado:
Universidad de Rice
Los ensayos para la detección molecular de ácidos nucleicos suelen estar limitados por el nivel de multiplexación (este es el caso de la reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa (qPCR) y de la amplificación isotérmica), los tiempos de respuesta (como con los microarrays y la secuenciación de próxima generación), la exactitud de la cuantificación (amplificación isotérmica, microarrays y secuenciación de nanoporos) o la especificidad para diferencias de un solo nucleótido (micromatrices y secuenciación de nanoporos).
Los ingenieros biomédicos de la Universidad de Rice (Houston, TX, EUA), desarrollaron un ensayo de PCR portátil y con baterías realizado en una cámara de convección toroidal que alberga un microarray de sondas de oligonucleótidos apagadas con fluorescencia que permite la cuantificación rápida y sensible de múltiples dianas de ADN con discriminación de un solo nucleótido.
En el sistema de PCR toroidal, diseñaron un chip que incluye una cámara de reacción anular (en forma de rosquilla) en la que se cargan la muestra de ADN y los reactivos de PCR. En la superficie interna de la cámara de reacción del chip, imprimieron un microarray de ADN pre-apagado para permitir una lectura basada en sondas altamente multiplexadas. Los microarrays permiten la detección de hasta cientos de miles de dianas de ácidos nucleicos diferentes utilizando un solo canal de fluorescencia separando espacialmente las diferentes sondas.
El ensayo ofrece un límite de detección de 10 copias de ADN dentro de los 30 minutos de tiempo de respuesta y un rango dinámico que abarca cuatro órdenes de magnitud de concentración de ADN, y demostraron su desempeño al detectar 20 loci genómicos y 30 polimorfismos de un solo nucleótido en muestras de ADN genómico humano y 15 especies bacterianas en aislados clínicos.
Los autores concluyeron que la capacidad de la PCR toroidal para detectar y cuantificar rápida y simultáneamente muchos marcadores de ácidos nucleicos diferentes la posiciona bien como un sistema para realizar diagnósticos complejos de ADN y ARN en entornos convenientes para el paciente. Los dispositivos portátiles para la detección rápida y altamente multiplexada de ácidos nucleicos pueden ofrecer ventajas en los diagnósticos en el punto de atención. El estudio fue publicado el 1 de julio de 2021 en la revista Nature Biomedical Engineering.
Enlace relacionado:
Universidad de Rice
Últimas Tecnología noticias
- Dispositivo de clasificación celular utiliza levitación electromagnética para dirigir con precisión movimiento celular

- Plataforma GPU integrada permite análisis rápido de sangre para diagnósticos en POC
- Prueba de biosensor viral detecta simultáneamente hepatitis y VIH
- Dispositivo acustofluídico transforma diagnóstico basado en VEp POC
- Algoritmo de IA evalúa deterioro progresivo de función renal
- Prueba de influenza basada en sabor podría reemplazar hisopos nasales con chicle
- Sensores microimpresos en 3D mejoran biodetección en chip para identificación temprana de enfermedades
- Pipeta híbrida combina control manual con alícuota electrónica rápida
- Muestras de cápsulas inspiradas en corales ocultan bacterias intestinales
- Tecnología de diagnóstico rápido detecta infecciones del tracto respiratorio inferior en muestras de aliento
- Sensor de grafeno utiliza muestra de aliento para identificar diabetes y prediabetes en minutos
- Parche de sudor inalámbrico podría usarse como prueba diagnóstica para fibrosis quística
- Nuevo método mejora fiabilidad de la IA con aplicaciones en diagnóstico médico
- Parche de microagujas autoalimentado recolecta muestras de biomarcadores sin extraer sangre
- Parche cutáneo detecta biomarcadores en líquido intersticial sin extracción de sangre
- Prueba de saliva portátil detecta cáncer mamario con precisión
Canales
Química Clínica
ver canal
COV son prometedores para detección temprana de múltiples cánceres
La detección temprana del cáncer es fundamental para mejorar las tasas de supervivencia, pero la mayoría de los métodos de detección actuales se centran en tipos de cáncer... Más
Espectroscopia Raman portátil ofrece diagnóstico rentable de enfermedad renal en POC
La enfermedad renal se diagnostica generalmente mediante análisis de sangre u orina, a menudo cuando los pacientes presentan síntomas como sangre en la orina, dificultad para respirar o pérdida... MásDiagnóstico Molecular
ver canal
Nuevo método diagnóstico detecta neumonía en POC en entornos con recursos limitados
La neumonía sigue siendo una de las principales causas de muerte en los países de ingresos bajos y medios, donde el acceso limitado a una infraestructura de laboratorio avanzada dificulta un diagnóstico... Más
Análisis de células inmunitarias en sangre detecta Parkinson antes de que aparezcan síntomas
El diagnóstico precoz de la enfermedad de Parkinson sigue siendo uno de los mayores retos en neurología. Esta condición, que afecta a casi 12 millones de personas en todo el mundo,... MásHematología
ver canal
Nueva guía de ADLM sobre pruebas de coagulación mejora atención a pacientes que toman anticoagulantes
Los anticoagulantes orales directos (ACOD) son uno de los tipos más comunes de anticoagulantes. Los pacientes los toman para prevenir diversas complicaciones derivadas de la coagulación ... Más
Pruebas viscoelásticas podrían mejorar tratamiento de hemorragia materna
La hemorragia posparto, o sangrado grave después del parto, sigue siendo una de las principales causas de mortalidad materna en todo el mundo; sin embargo, muchas de estas muertes son prevenibles.... MásInmunología
ver canal
Modelo de biopsia líquida en sangre analiza eficacia de inmunoterapia
La inmunoterapia ha revolucionado el tratamiento del cáncer al aprovechar el sistema inmunitario para combatir los tumores; sin embargo, predecir quién se beneficiará sigue siendo... Más
Genes característicos predicen expansión de células T en inmunoterapia
Las inmunoterapias modernas contra el cáncer se basan en la capacidad de las células T CD8⁺ para multiplicarse rápidamente dentro de los tumores, generando la fuerza inmunitaria necesaria... MásMicrobiología
ver canal
Paneles entéricos de alto rendimiento detectan múltiples infecciones bacterianas gastrointestinales
Las infecciones gastrointestinales (GI) se encuentran entre las causas más comunes de enfermedad a nivel mundial, provocando más de 1,7 millones de muertes anuales y suponiendo una gran carga para los... Más
Prueba rápida no invasiva utiliza huella de azúcar para detectar infecciones por hongos
Las infecciones del torrente sanguíneo por Candida representan una amenaza creciente para la salud mundial, causando aproximadamente 6 millones de casos y 3,8 millones de muertes al año.... MásPatología
ver canal
Nueva herramienta de análisis molecular mejora diagnóstico de enfermedades
La distinción precisa entre biomoléculas similares, como las proteínas, es fundamental para la investigación biomédica y el diagnóstico; sin embargo, las herramientas... Más
Lágrimas ofrecen alternativa no invasiva para diagnósticar enfermedades neurodegenerativas
El diagnóstico y seguimiento de enfermedades oculares y neurodegenerativas a menudo requieren procedimientos invasivos para acceder a los fluidos oculares. Estos fluidos, como el humor acuoso y... MásIndustria
ver canal
Qiagen adquiere empresa de ómica unicelular Parse Biosciences
QIAGEN (Venlo, Países Bajos) ha firmado un acuerdo definitivo para adquirir completamente Parse Biosciences (Seattle, WA, EUA), un proveedor de soluciones escalables y sin instrumentación... Más








