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(noticias nanowerk) Cuando comenzó la pandemia, las personas que se sentían mal tenían que hacer largas colas para hacerse las pruebas de PCR en el laboratorio y luego esperar dos días para saber si tenían o no el virus COVID-19.
Una desventaja importante, además de los importantes inconvenientes, era la logística extensa y costosa requerida para tales pruebas de laboratorio, y los retrasos en las pruebas aumentaban el riesgo de propagación de enfermedades.
Ahora, un equipo de ingenieros biomédicos de la UNSW Sydney ha desarrollado una nueva tecnología que ofrece tiras reactivas que son tan precisas como las pruebas de PCR de laboratorio, pero que permiten una detección rápida de enfermedades in situ. Y según un estudio publicado en comunicación de la naturaleza (“La barrera topológica a la activación de Cas12a mediante nanoestructuras circulares de ADN facilita la autocatálisis y transforma el reconocimiento de ADN/ARN”), la tecnología podría beneficiar algo más que la salud pública.
La investigadora principal, la profesora Ewa Goldys, de la Escuela de Graduados en Ingeniería Biomédica de la UNSW, dice que la nueva tecnología es como tener «PCR en el bolsillo» y ofrece oportunidades abiertas para el diagnóstico biomédico y ambiental en la industria alimentaria, la agricultura y la gestión de la bioseguridad.
“No solo podemos detectar fácilmente secuencias genéticas específicas en una muestra, sino que, a diferencia de la PCR, también podemos hacerlo a temperatura ambiente utilizando una tira reactiva que se parece exactamente a una conocida prueba RAT Covid; ya sabes qué hacer con ella. . » ,» Ella dice.
“En el futuro ya no será necesario esperar a la prueba PCR. Además, el costo es muy bajo: actualmente menos de unos pocos dólares por prueba”.
El autor del estudio, el Dr. Fei Deng, añade que las nuevas tiras reactivas podrían acelerar una respuesta rápida a patógenos emergentes, como enfermedades de la piel transmitidas por mosquitos o con grumos, descubrir puntos críticos de resistencia a los antibióticos o ayudar a buscar especies en peligro de extinción.
«Esto podría transformar el control de infecciones en humanos y animales, así como los esfuerzos de cuarentena y conservación», afirma.
«Creemos que hemos creado un nuevo punto de referencia en biodetección: nuestras pruebas basadas en genes pueden realizarse en cualquier lugar, en cualquier momento y prácticamente cualquier persona».
Cómo funciona
Coautor Dr. Yi Li dice que el equipo primero creó pequeños nanocírculos de ADN que contenían una secuencia corta de ADN objetivo, como el virus COVID, para que las nuevas tiras reactivas cumplieran con el estándar de PCR. Cada nanocírculo tiene sólo unos 2 nanómetros de tamaño, lo que lo hace demasiado pequeño para ser visto con cualquier microscopio.
Estos nanocírculos de ADN y la muestra analizada se mezclaron con proteínas CRISPR/Cas.
Estas proteínas, conocidas por su asociación con la tecnología de edición de genes CRISPR/Cas, ganadora del Premio Nobel, fueron programadas por el equipo de la UNSW para cortar el ADN de los nanocírculos, pero sólo cuando se activan con el ADN del patógeno objetivo.
«La interacción de una proteína CRISPR/Cas apropiadamente programada con el gen objetivo que estamos tratando de detectar hace que los nanocírculos de ADN se rompan, se linealicen y se conviertan en ‘objetivos falsos'», dice el Dr. Li.
Este nuevo enfoque conduce a una reacción en cadena molecular.
“Lanzamos una enorme cascada de objetivos falsos que son fáciles de detectar con las tiras reactivas, incluso cuando sólo están presentes unas pocas moléculas del gen objetivo original. “
El método se ilustró utilizando muestras del virus COVID-19 y de la bacteria Helicobacter que causa úlceras de estómago.
Mira con interés
Según el profesor Goldys, la respuesta de la industria a la innovación del equipo ha sido abrumadoramente positiva.
“El despliegue industrial y clínico de nuestra tecnología en la industria australiana ya ha comenzado, con la intención de mantener la fabricación en el país. Aprovecharemos la infraestructura industrial emergente para la producción de vacunas de ARN”.
Ella dice que algunas de las aplicaciones del nuevo método de biodetección podrían ser en el área de bioseguridad, donde las tiras reactivas podrían detectar especies marinas potencialmente invasoras; ciencias ambientales, donde las pruebas de ADN de muestras ambientales podrían indicar la presencia o ausencia de una especie amenazada en particular; y un uso intrigante de tiras biosensoras para detectar células cancerosas.
«En nuestro estudio publicado, también pudimos detectar mutaciones cancerosas en muestras de pacientes en un entorno clínico», dice el profesor Goldys.
«Esperamos que esto allane el camino hacia el seguimiento universal de los pacientes sometidos a terapia contra el cáncer».
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