Amplificación e imagen de microARN como biomarcador para detectar el desarrollo de tumores
Diagnóstico de cáncer
Un buen indicador de desregulación en las células vivas es un cambio en la expresión de su ARN. El microARN (miARN), un tipo especial de ARN, se considera un biomarcador para las células cancerígenas. Un equipo de científicos de China ha encontrado una manera de amplificar el miRNA en células tumorales vivas para la bioimagen. Como informan en la revista Angewandte Chemie, su ensayo se basa en un robusto biocircuito celular autocatalítico activado por ADN sintético y nanopartículas.
© Wiley-VCH
Diagnosticar el cáncer antes de que el tumor se haga visible ha sido uno de los objetivos de la medicina desde hace mucho tiempo. Uno de los biomarcadores de la carcinogenicidad de una célula es su patrón de expresión de ARN o, más precisamente, el cambio en la expresión de ARN, que causa la degeneración metabólica. Existen muchos tipos de ARN, entre los cuales un corto ARN no codificante llamado miRNA promueve o impide la traducción de la información genética codificada en el núcleo en proteína. Por consiguiente, se considera que la detección de un perfil modificado de expresión de miARN es una indicación fiable de la degeneración de una célula.
Sin embargo, la detección de un miARN particular es difícil porque está presente en la célula sólo en cantidades minúsculas y debe ser amplificado y conectado a una entidad de señalización, como un tinte de fluorescencia, para su visualización. Un equipo de científicos de la Universidad de Wuhan (China), dirigido por Fuan Wang, ha descubierto un mecanismo adecuado de amplificación y detección de miARN, que se basa en un biocircuito autocatalítico activado por el ADN sintético, que produce una fuerte señal de fluorescencia que señala las células tumorales.
El ARN suele sintetizarse en el núcleo de la célula y se transporta al citoplasma donde transmite la información genética. Sin embargo, cuando el ADN sintético está presente en el citoplasma, el ARN puede unirse a una secuencia de nucleótidos coincidentes de la cadena de ADN; un hecho que se aprovecha, por ejemplo, en el tratamiento antirretroviral para silenciar la expresión del ARN viral. Wang y sus compañeros de trabajo hicieron lo contrario. Al hacer coincidir las cadenas de ADN sintético con el ARNm, activaron un circuito de amplificación autocatalítica -llamado biocircuito enzimático de ADN autocatalítico- para formar conjuntos de ADN-ARNm. Estos ensamblajes crecieron aún más para formar nanocables de ADN-enzima que llevan los tintes de fluorescencia.
Después de administrar el kit de detección de ADN-enzima, los autores observaron una fluorescencia brillante en un modelo de ratón en el lugar donde se estaba desarrollando un tumor.
Para hacer que la ADN-enzima entrara en las células tumorales, los autores utilizaron nanopartículas -pequeños paquetes que pueden entregar drogas y otros cargamentos moleculares a las células- hechas de dióxido de manganeso con una estructura similar a un panal. Según los autores, esta composición y arquitectura tiene la ventaja de que la nanopartícula puede ser fácilmente activada por el glutatión, que es una sustancia química que se encuentra en abundancia en las células tumorales. Otra ventaja es que los iones de manganeso liberados sostendrían el biocircuito autocatalítico de la enzima ADN, escriben los autores.
Los científicos enfatizan que su sistema de bioimagen auto-mejorado podría ser desarrollado como una herramienta poderosa para visualizar células tumorales con biomarcadores. Esto es especialmente prometedor, ya que muchos miARNs diferentes pueden ser seleccionados para investigar diferentes cánceres u otras disfunciones celulares.
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