Ciencias

Detección de ARN portátil de 20 minutos

Detección de ARN portátil de 20 minutos

Un nuevo chip microfluídico sin energía desarrollado por investigadores del Instituto de Ciencias Avanzadas RIKEN (ASI) permite la detección de microARN a partir de un volumen de muestra extremadamente pequeño en solo 20 minutos. Al reducir drásticamente el tiempo y la cantidad de muestra necesaria para la detección, el chip sienta las bases para el diagnóstico en el punto de atención en etapa temprana de enfermedades como el cáncer y el Alzheimer.

MicroARN (miARN) son pequeñas moléculas de ARN no codificantes que regulan la expresión génica en una amplia gama de procesos biológicos que incluyen el desarrollo, la proliferación celular, la diferenciación y la muerte celular (apoptosis). La concentración de ciertos miARN en los fluidos corporales aumenta con la progresión de enfermedades como el cáncer y el Alzheimer, lo que genera la esperanza de que estos ARN cortos sean la clave para un diagnóstico más rápido y preciso. Sin embargo, las técnicas disponibles actualmente para la detección sensible de miARN requieren días para llegar a un diagnóstico e involucran equipos operados solo por personal capacitado, lo que las hace poco prácticas para su uso en muchas situaciones.

El equipo de investigación se propuso superar estos obstáculos mediante el desarrollo de un dispositivo que permite un uso rápido y fácil punto de atención (POC) diagnóstico a partir de una muestra muy pequeña. En una investigación anterior, el equipo desarrolló un dispositivo en forma de microchip que usa polidimetilsiloxano (PDMS), un compuesto de silicona conocido por sus propiedades de absorción de aire, para introducir reactivos en una sonda de captura para su análisis. Esta técnica de bombeo simplificó el diseño al eliminar la necesidad de fuentes de energía externas, pero el dispositivo requería una cantidad de muestra demasiado grande para aplicaciones prácticas.

[caption id = "adjunto_1206" align = "aligncenter" width = "648"] Nuevo microchip de detección de ARN sin energía. Izquierda: microchip fabricado. Derecha: Diseño de microcanal. [Fuente de la imagen:Medgadget] [/ caption] El nuevo dispositivo también usa PDMS como bomba de aire, pero mejora drásticamente la sensibilidad del método a través de un método de amplificación de señal llamado amplificación dendrítica asistida por flujo laminar (LFDA). Primero, los fragmentos de ADN que se unen a secuencias de miARN específicas se fijan a una superficie de vidrio junto con la muestra de miARN que se va a analizar, y luego se intercalan debajo de una capa de PDMS con canales (Figura 1). Vaciada de aire en el vacío, la capa de PDMS induce un efecto de bombeo que atrae los reactivos de amplificación, insertados en las entradas de los canales, hacia los canales y en contacto con el miARN, creando estructuras dendríticas marcadas con fluorescencia que crecen con el tiempo y se pueden detectar rápidamente. .

La sensibilidad de esta técnica reduce drásticamente la cantidad de muestra requerida para el diagnóstico a solo 0,25 attomoles (10-18 moles), una mejora mil veces superior al modelo anterior del equipo. Junto con su tiempo de detección de solo 20 minutos, estas propiedades hacen que el dispositivo autoalimentado sea ideal para su uso en entornos de escasos recursos, lo que promete un diagnóstico portátil en el punto de atención para millones de personas en países en desarrollo y en todo el mundo.

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