Una novedosa técnica Raman rompe 50 años de frustración
La espectroscopia Raman -un método de análisis químico que proyecta luz monocromática sobre una muestra y registra la luz dispersa que emerge- ha causado frustración entre los investigadores biomédicos durante más de medio siglo. Debido al calor generado por la luz, las proteínas vivas casi se destruyen durante las mediciones ópticas, lo que conduce a resultados decrecientes y no reproducibles. Sin embargo, desde hace poco, esas frustraciones pueden ser cosa del pasado.
Un grupo de investigadores del Instituto de Ciencias Cuánticas e Ingeniería de la Universidad de Texas A&M y de la Estación Experimental de Ingeniería de Texas A&M (TEES) ha desarrollado una nueva técnica que permite realizar análisis de baja concentración y dosis de las interacciones proteína-ligando en condiciones fisiológicamente relevantes. Este nuevo método, denominado perfilado de interacciones Raman termoestable (TRIP), supone un cambio de paradigma en la respuesta a un antiguo problema, ya que proporciona mediciones de espectroscopia Raman sin etiquetas y altamente reproducibles.
"La proteína es una molécula biológica muy frágil y necesita cuidados específicos", explica la Dra. Narangerel Altangerel, autora principal y ayudante de investigación postdoctoral. "Cuando enfrío la superficie o el sustrato, puedo alegrar a las proteínas. Puedo pincharlas con el láser y ya pueden emitir la información que necesito".
Aunque las proteínas estudiadas son de nivel molecular, las implicaciones de estos hallazgos podrían ser enormes. Como una cerradura y una llave, la interacción proteína-ligando es el primer paso en procesos como la transducción de señales, las respuestas inmunitarias y la regulación génica. Gracias a la capacidad de TRIP para detectar interacciones proteína-ligando en tiempo real, podrían acortarse los plazos de ensayo de fármacos y vacunas. Otra aplicación podría ser clínica, convirtiendo las largas pruebas para detectar un virus en resultados precisos en el mismo día.
"La idea general del estatuto de la espectroscopia es que requiere una preparación mínima o nula de las muestras, por lo que puede trasladarse a la clínica de inmediato", afirma el Dr. Vladislav Yakovlev, coautor y profesor universitario del Departamento de Ingeniería Biomédica. "Los clínicos y los pacientes no tienen que esperar días y semanas de análisis. Pueden obtener todas estas respuestas casi de inmediato".
Una ventaja adicional de la técnica TRIP es que el tamaño de la muestra necesaria para realizar la prueba es mucho menor y requiere una concentración de proteína más baja, lo que significa un proceso más rentable para las pruebas.
"Estaba comprando 100 microlitros de una muestra por 3.500 dólares, luego tengo que compartir esta muestra con varias personas y termino con sólo una muestra de 20 a 30 microlitros", dijo Altangerel. "Esto me obligó a utilizar una muestra más pequeña, lo que dificultó el Raman, ya que las muestras de baja concentración lo convierten en un proceso débil. Eso me hizo retarme a mí mismo a probar cosas diferentes".
A pesar del avance, el equipo está buscando otros aspectos en los que el método TRIP podría ser útil.
"En un artículo de seguimiento, estamos intentando identificar la composición química de esas proteínas sólo con esta técnica, de modo que podamos aplicarla a ideas similares relacionadas con el análisis del ADN y otras moléculas biológicas", explica Yakovlev. "Algo que normalmente requiere secuenciación pero que utiliza TRIP, por lo que no necesita ninguna preparación de la muestra".
"Durante mucho tiempo, la gente pensó que esto era imposible de hacer", dijo el Dr. Yakovlev. "Pero el Dr. Altangerel demostró que, efectivamente, nada es imposible si se hacen las cosas bien".
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