Iluminando el ADN: un método de detección rápido, ultrasensible y sin PCR
La nueva detección de ADN por luz permite realizar análisis genéticos más accesibles y asequibles
Los científicos de la Universidad Metropolitana de Osaka han desarrollado una técnica de detección de ADN inducida por la luz, que utiliza partículas de sonda heterogéneas y permite realizar análisis genéticos ultrasensibles y ultrarrápidos sin necesidad de amplificación por PCR. Este avance abre el camino a análisis genéticos más rápidos, asequibles y precisos en medicina, ciencias medioambientales y diagnósticos portátiles.
La luz acelera la hibridación del ADN utilizando nanopartículas de oro y micropartículas de poliestireno como sondas para la detección de ADN sin PCR.
Osaka Metropolitan University
Para analizar los cambios en el ADN, las pruebas genéticas -esenciales para diagnosticar enfermedades infecciosas, detectar el cáncer en estadios tempranos, verificar la seguridad alimentaria y analizar el ADN ambiental- se han basado durante mucho tiempo en la PCR (reacción en cadena de la polimerasa) como patrón oro. Desde la pandemia de COVID-19, el término "PCR" ha pasado a formar parte de nuestro vocabulario común. Pero, como sabemos quienes las hemos experimentado, las pruebas de PCR no son baratas ni rápidas; suelen requerir laboratorios centralizados, equipos voluminosos y personal especialmente formado.
"Nuestro método inducido por luz detecta el ADN sin necesidad de PCR", escriben Shuichi Toyouchi, profesor del proyecto, la profesora Shiho Tokonami, directora adjunta, y Takuya Iida, director del Instituto de Investigación del Sistema de Aceleración Inducido por Luz (RILACS) de la Universidad Metropolitana de Osaka, como autores principales de este estudio.
A diferencia de la PCR, que amplifica secuencias de ADN haciendo millones de copias del ADN diana para su detección, este método detecta directamente el ADN concentrándolo y mejorando la especificidad mediante fuertes fuerzas ópticas y efecto fototérmico.
El equipo desarrolló un sistema que utiliza partículas de sonda heterogéneas, incluidas nanopartículas de oro y micropartículas de poliestireno. Estas sondas son secuencias de ADN cortas y conocidas diseñadas para hibridarse, o unirse, con secuencias complementarias en el ADN diana. Este proceso, conocido como hibridación del ADN, permite que las cadenas coincidentes se unan, haciendo que el emparejamiento sea detectable mediante fluorescencia.
A continuación, los investigadores irradiaron con luz láser la solución que contenía el ADN diana y las partículas de la sonda. Cuando el tamaño de las partículas coincide con la longitud de onda del láser, se produce un fenómeno denominado dispersión de Mie, que genera fuerzas ópticas que mueven las partículas y aceleran la hibridación del ADN. Las nanopartículas de oro absorben la luz láser, creando calor localizado, o efecto fototérmico, para aumentar aún más la especificidad de la hibridación.
"Utilizando sólo unos cinco minutos de irradiación de luz láser, nuestro método demostró un gran potencial para la detección precisa de mutaciones con una sensibilidad un orden de magnitud superior a la de la PCR digital", escriben Toyouchi, Tokonami e Iida.
Al eliminar la necesidad de amplificación por PCR, este método reduce costes, simplifica las pruebas y acelera los resultados, lo que hace que el análisis genético sea más accesible en aplicaciones de la vida cotidiana, desde la asistencia sanitaria y la seguridad alimentaria hasta la conservación del medio ambiente y el seguimiento de la salud personal.
"Pretendemos aplicar esta tecnología sin PCR al diagnóstico del cáncer de alta sensibilidad, a la investigación cuántica en ciencias de la vida e incluso a las pruebas de ADN caseras o medioambientales", afirma Iida.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Más noticias del departamento ciencias
