Una nueva herramienta de detección de cáncer utiliza pequeños circuitos hechos de ADN para identificar las células cancerosas mediante las firmas moleculares en su superficie.
Los investigadores de la Universidad de Duke diseñaron los circuitos simples a partir de hebras interactivas de ADN sintético que son decenas de miles de veces más finas que un cabello humano.
A diferencia de los circuitos de una computadora, estos circuitos funcionan uniéndose al exterior de una célula y analizándola en busca de proteínas que se encuentran en mayor número en algunos tipos de células que en otras. Si un circuito encuentra sus objetivos, etiqueta la célula con un pequeñoetiqueta de luz.
Debido a que los dispositivos distinguen los tipos de células con mayor especificidad que los métodos anteriores, los investigadores esperan que su trabajo pueda mejorar el diagnóstico y dar mejores objetivos a las terapias contra el cáncer.
Un equipo dirigido por el científico informático de Duke John Reif y su antiguo estudiante de doctorado Tianqi Song describieron su enfoque en un número reciente de la Revista de la Sociedad Americana de Química .
Técnicas similares se han utilizado previamente para detectar el cáncer, pero son más propensas a falsas alarmas: identificaciones erróneas que ocurren cuando mezclas de células lucen una o más de las proteínas para las que está diseñado un circuito de ADN, pero no hay una sola célulael tipo los tiene todos.
Por cada célula cancerosa que se detecta correctamente utilizando los métodos actuales, algunas fracciones de células sanas también se etiquetan erróneamente como posiblemente cancerosas cuando no lo son.
Cada tipo de célula cancerosa tiene un conjunto característico de proteínas de membrana celular en su superficie celular. Para reducir los casos de identidad errónea, el equipo de Duke diseñó un circuito de ADN que debe unirse a esa combinación específica de proteínas en la misma célula paratrabajo.
Como resultado, es mucho menos probable que marquen las celdas incorrectas, dijo Reif.
La tecnología podría usarse como una herramienta de detección para ayudar a descartar el cáncer, lo que podría significar menos seguimientos innecesarios, o para desarrollar tratamientos contra el cáncer más específicos con menos efectos secundarios.
Cada elemento básico de su circuito de ADN consta de dos cadenas de ADN. La primera cadena de ADN se pliega y se empareja parcialmente consigo misma para formar una horquilla. Un extremo de cada horquilla está unido a una segunda cadena de ADN que actúa como unbloquear y atar, plegándose de tal manera que se ajuste a una proteína específica de la superficie celular como una pieza de rompecabezas. Juntas, estas dos cadenas actúan para verificar que esa proteína particular esté presente en la superficie celular.
Para buscar cáncer, los componentes del circuito se mezclan con las células de una persona en el laboratorio. Si alguna célula se tachona con la combinación correcta de proteínas, se unirá el circuito completo. Agregar una cadena de ADN "iniciador" entonces causa uno delas horquillas se abren, lo que a su vez desencadena otra reacción en cadena hasta que se abre la última horquilla en el circuito y se enciende la celda.
Las pruebas de funcionamiento del dispositivo en tubos de ensayo en el laboratorio de Reif mostraron que puede usarse para detectar células de leucemia y distinguirlas de otros tipos de cáncer en cuestión de horas, solo por la fuerza de su brillo.
Los dispositivos se pueden reconfigurar fácilmente para detectar diferentes proteínas de la superficie celular al reemplazar las hebras de la atadura, dicen los investigadores. En el futuro, Reif planea que los circuitos de ADN liberen una pequeña molécula que alerta al sistema inmunitario del cuerpo para atacar la célula cancerosa.
La tecnología aún no está lista para el horario de máxima audiencia. Los investigadores dicen que sus circuitos de ADN requieren pruebas en condiciones más realistas para asegurarse de que todavía marquen las células correctas.
Pero es un paso prometedor para garantizar que las pruebas y terapias contra el cáncer se centren en los culpables correctos.
Esta investigación fue apoyada por subvenciones de la National Science Foundation CCF-1320360, CCF-1217457, CCF-1617791, CCF-1813805.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Duke . Original escrito por Robin Ann Smith. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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