A medida que la ciencia médica ha llegado a comprender que el cuerpo humano está controlado a nivel molecular por varias proteínas, hormonas, medicamentos y otras sustancias, se han desarrollado tecnologías para detectar los niveles de estas moléculas para monitorear la salud y diagnosticar enfermedades., muchas de estas moléculas son tan pequeñas que no pueden ser detectadas por las técnicas de análisis más ampliamente disponibles, lo que deja sin respuesta preguntas sobre sustancias cruciales como aminoácidos, azúcares y lípidos.
Ahora, los científicos del Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada en la Universidad de Harvard y el Hospital Brigham and Women's BWH han creado un nuevo tipo de inmunoensayo que es capaz de detectar moléculas pequeñas con una sensibilidad 50 veces mayor que los métodos de detección convencionales, y se puede integrar fácilmente en las plataformas de diagnóstico existentes. La investigación se describe en el Revista de la Sociedad Americana de Química .
"La sensibilidad analítica mejorada de nuestro ensayo permite mediciones de moléculas pequeñas a concentraciones extremadamente bajas, y abre una ventana a fenómenos biológicos que antes eran inalcanzables", dijo el autor principal David Walt, Ph.D., miembro de la Facultad Central de laWyss Institute, quien también es el profesor Hansjörg Wyss de ingeniería biológicamente inspirada en la Facultad de medicina de Harvard HMS y profesor de patología en BWH, así como profesor de HHMI.
El nuevo enfoque se basa en un tipo de análisis llamado inmunoensayo competitivo, en el que una cantidad conocida de una molécula marcada de interés y una muestra con una cantidad desconocida de la molécula se agregan a una matriz de anticuerpos a los que se unenLas moléculas marcadas y no etiquetadas "compiten" por los mismos sitios de unión de anticuerpos. Al analizar la cantidad de la molécula marcada de interés que está unida a los anticuerpos en comparación con el número total de sitios de anticuerpos disponibles, es posible concluir quelos sitios restantes están unidos por la molécula no marcada de la muestra, lo que permite determinar la concentración de esa molécula.
Los investigadores crearon dos tipos de inmunoensayos competitivos que utilizaron métodos ligeramente diferentes para capturar pequeñas moléculas de interés, basadas en el sistema Simoa de Quanterix ™. El primer método utiliza microperlas magnéticas recubiertas con la molécula objetivo como competidor, mientras que el segundo métodoune la molécula objetivo a la enzima beta-galactosidasa, que luego se une a las perlas magnéticas para formar el complejo de la competencia.Después de que las mezclas de perlas / anticuerpos se mezclan con una muestra que contiene una cantidad desconocida de la molécula objetivo, las perlas se enjuaganpara eliminar cualquier molécula no unida y luego agregarla a un disco Simoa que contiene miles de micropocillos, cada uno de los cuales puede mantener un cordón unido a una molécula objetivo. Luego se produce una reacción que hace que cualquier pozo que contenga un cordón con la molécula objetivo marcada sea fluorescente.menos cantidad de pocillos fluorescentes, menos moléculas objetivo marcadas están unidas a las perlas y, por lo tanto, mayor es la concentración del unlabmolécula objetivo led presente en la muestra.
Se analizaron dos moléculas pequeñas que son importantes para la función normal del cuerpo humano: cortisol y PGE2. El cortisol se usa ampliamente para evaluar la función de las glándulas suprarrenales, pituitaria e hipotálamo, mientras que PGE2 es una molécula de prostaglandina similar a las hormonas que influye en la inflamación, fertilidad y función inmune. Los nuevos métodos competitivos fueron capaces de detectar sus objetivos con una sensibilidad hasta 50 veces mayor que un ELISA convencional ensayo inmunosorbente ligado a enzimas, en aproximadamente una hora.
"Nuestro plan es utilizar este método en diagnósticos para mejorar la detección de hormonas en muestras de sangre", dijo el primer autor Xu Wang, Ph.D., investigador postdoctoral de BWH y el Instituto Wyss ". Estamos trabajando para intentarlocomercializar esta tecnología para la detección rápida de moléculas pequeñas para una variedad de aplicaciones clínicas y ambientales "
"El equipo de Walt continúa avanzando en el campo del diagnóstico con este avance. Al detectar moléculas previamente indetectables en una hora, abren enfoques completamente nuevos para el diagnóstico y la monitorización clínica que deberían mejorar enormemente la salud humana. Es precisamente el tipode innovación traslacional esperamos habilitar y potenciar en el Instituto Wyss ", dijo el Director Fundador del Instituto Wyss, Donald Ingber, MD, Ph.D., quien también es el Judah Folkman Profesor de Biología Vascular en el HMS y el Programa de Biología Vascular en el Hospital de Niños de Boston, así como Profesor de Bioingeniería en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Harvard SEAS.
Los autores adicionales del artículo incluyen a Limor Cohen, un estudiante graduado en el Instituto Wyss y BWH, y Jun Wang, Ph.D., profesor en la Universidad Tecnológica de Nanjing, China.
Esta investigación fue apoyada por el Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada en la Universidad de Harvard.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada en Harvard . Original escrito por Lindsay Brownell. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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