Método de detección de metabolitos mediante secuenciación de ADN transformaría el diagnóstico

Los metabolitos desempeñan un papel fundamental como biomarcadores que proporcionan información sobre nuestra salud y, cuando sus niveles se descontrolan, pueden provocar enfermedades como la diabetes y la fenilcetonuria. La cuantificación de los metabolitos sigue siendo un desafío debido a su diversidad bioquímica, lo que dificulta su amplificación mediante métodos como la PCR. El principal obstáculo en la metabolómica es medir de manera eficiente una amplia gama de moléculas en varias muestras, como tejidos, plasma o células individuales, de manera rápida y eficaz. Los investigadores han creado un método que aprovecha la secuenciación de ADN para medir los niveles de metabolitos o fármacos, incorporando así las capacidades de la secuenciación de ADN a la metabolómica.

El nuevo método basado en la secuenciación del ADN para la medición de metabolitos fue desarrollado por científicos de la Universidad de Toronto (Ontario, Canadá), y sus hallazgos fueron publicados en Nature Biotechnology. Este método facilita el análisis rápido y preciso de compuestos biológicos, incluidos azúcares, vitaminas, hormonas y otros numerosos metabolitos cruciales para la salud. La novedosa plataforma para la secuenciación de moléculas pequeñas, llamada "smol-seq", utiliza secuencias cortas de ADN llamadas aptámeros para detectar metabolitos. Cada aptámero está diseñado específicamente para unirse a un metabolito objetivo y llevar un código de barras de ADN único. Cuando un aptámero se une a su objetivo designado, la estructura del aptámero cambia y libera su código de barras de ADN. Por ejemplo, un aptámero diseñado para detectar glucosa libera un código de barras, mientras que un aptámero dirigido a la hormona del estrés cortisol libera un código de barras distinto. Al secuenciar estos códigos de barras liberados, los investigadores pueden determinar qué aptámeros han encontrado con éxito sus objetivos. Cuanto más metabolito esté presente en la muestra, más códigos de barras se liberarán, lo que proporciona una forma de medir la concentración de varias moléculas dentro de una mezcla.

Aunque los aptámeros se han utilizado anteriormente para medir metabolitos, esos métodos generalmente solo permitían la medición de un número limitado de metabolitos a la vez. Los investigadores reconocieron que al utilizar códigos de barras de ADN como etiquetas para metabolitos, podrían medir cientos o incluso miles de metabolitos simultáneamente. Ahora que la plataforma smol-seq está operativa, la siguiente fase es desarrollar aptámeros para metabolitos con posible importancia biomédica. Con el tiempo, la base de datos de aptámeros en expansión respaldará enfoques de aprendizaje automático para predecir nuevos diseños de aptámeros capaces de unirse a nuevos objetivos de metabolitos. Además de mejorar la base de datos de aptámeros, el equipo de investigación perfeccionará la plataforma para mejorar la precisión de la unión de aptámeros. Esto se logrará mediante el ajuste fino del desarrollo de aptámeros a nivel de ácido nucleico, asegurando la especificidad requerida a medida que aumenta la capacidad de la plataforma para estudiar un número cada vez mayor de metabolitos.

“La secuenciación del ADN es millones de veces más rápida que hace 20 años y queríamos aprovechar esa capacidad para la detección de metabolitos”, afirmó Andrew Fraser, investigador principal del estudio y profesor de genética molecular en la Facultad de Medicina Temerty de la Universidad de Toronto. “Smol-seq podría transformar el diagnóstico y la biotecnología al hacer que la detección de metabolitos sea tan fácil y rápida como la secuenciación del ADN”.

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