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
- Innovador sensor fluorométrico sin etiquetas permite detección más sensible del ARN viral
- Teléfonos inteligentes podrían diagnosticar enfermedades mediante escáneres infrarrojos
- Nueva tecnología de sensores permite diagnóstico temprano de trastornos metabólicos y cardiovasculares
- Avance en impresión 3D permite desarrollo a gran escala de diminutos dispositivos microfluídicos
- Plataforma de sensores en papel transforma diagnóstico cardíaco
- Estudio explora impacto de pruebas POC en el futuro de los diagnósticos
- Sensor económico de respuesta rápida permite detección temprana y precisa del cáncer de pulmón
- Nanotecnología para diagnósticar cáncer de cuello uterino podría sustituir pruebas de Papanicolaou
- Plataforma de laboratorio en chip agilizar diagnóstico del cáncer
- Plataforma de biosensores detecta simultáneamente vitamina C y SARS-CoV-2
- Nuevo método analiza lágrimas para detectar enfermedades de forma temprana
- Sensores basados en FET abren camino a dispositivos de diagnóstico portátiles para detectar múltiples enfermedades
- Biosensor basado en papel para detectar glucosa mediante sudor revoluciona tratamiento de diabetes
- Análisis de sangre con IA identifica pacientes en etapa más temprana del cáncer de mama
- Biosensor óptico detecta virus de la viruela del mono en POC
- Tecnología de diagnóstico basada en nanomateriales controla farmacoterapia en pacientes epilépticos
Canales
Química Clínica
ver canal
Nanotubos de carbono ayudan a construir sensores precisos para monitoreo continuo de la salud
Los sensores actuales pueden medir diversos indicadores de salud, como los niveles de glucosa en sangre. Sin embargo, es necesario desarrollar materiales para sensores más precisos y sensibles que... Más
Dispositivo basado en papel mejora la precisión de prueba del VIH
En las regiones donde el acceso a las clínicas para realizar análisis de sangre rutinarios presenta obstáculos financieros y logísticos, los pacientes con VIH pueden recolectar... MásDiagnóstico Molecular
ver canal
Novedosa tecnología en POC ofrece resultados precisos del VIH en minutos
Los métodos de diagnóstico del VIH se han basado tradicionalmente en la detección de anticuerpos específicos del VIH, que suelen aparecer semanas después de la infección.... Más
Análisis de sangre descarta riesgo futuro de demencia
Estudios previos han sugerido que biomarcadores específicos, como tau217, neurofilamento ligero (NfL) y proteína ácida fibrilar glial (GFAP), podrían ser valiosos para el d... 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
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... Más
Innovadora tecnología disgnóstica identifica infecciones bacterianas con precisión de casi 100 % en tres horas
La identificación rápida y precisa de microbios patógenos en muestras de pacientes es esencial para el tratamiento eficaz de enfermedades infecciosas agudas, como la sepsis.... MásPatología
ver canal
Modelo de IA predice respuesta al tratamiento del cáncer de vejiga
Cada año en Estados Unidos, se diagnostican alrededor de 81.000 nuevos casos de cáncer de vejiga, lo que provoca aproximadamente 17.000 muertes al año. El cáncer de vejiga ... Más
Nuevo método basado en láser acelera diagnóstico del cáncer
Investigadores han desarrollado un método para mejorar el diagnóstico del cáncer y otras enfermedades. El colágeno, una proteína estructural clave, desempeña diversas funciones en la actividad celular.... Más
Nuevo modelo de IA predice efectos de variantes genéticas en enfermedades específicas
En los últimos años, la inteligencia artificial (IA) ha mejorado considerablemente nuestra capacidad para identificar un gran número de variantes genéticas en poblaciones cada... Más
Herramienta de IA diagnostica enfermedad celíaca en imágenes de biopsia con precisión superior al 97%
La enfermedad celíaca es un trastorno autoinmune desencadenado por el consumo de gluten, que causa síntomas como calambres estomacales, diarrea, erupciones cutáneas, pérdida de peso, fatiga y anemia.... MásIndustria
ver canal
Grifols e IBL de Tecan colaboran en paneles de biomarcadores avanzados
Grifols (Barcelona, España), uno de los principales productores mundiales de medicamentos derivados del plasma y soluciones de diagnóstico innovadoras, está ampliando su oferta en... Más