Prueba barata y rápida de "tira de papel" para el Ébola, otras infecciones, pasos más cerca

Los investigadores que trabajan en el campo de la biología sintética están reuniendo a la ciencia, la ingeniería y la informática para comprender y copiar el funcionamiento de la vida biológica de nuevas maneras de lograr avances notables. Dos estudios publicados en Celda mostrar cómo los avances en este campo algún día podrían conducir a diagnósticos baratos y confiables para enfermedades como el ébola, pruebas que podrían realizarse rápidamente en el campo utilizando solo gotas de sangre o saliva en tiras de papel incrustadas con circuitos de biología sintética.
Dos nuevos estudios demuestran cómo los avances en ingeniería y computación podrían eventualmente producir diagnósticos baratos que se pueden realizar rápidamente en el campo para enfermedades como el Ébola.

En el primer estudio, los científicos del Instituto Wyss de Ingeniería Biológica Inspirada en Boston, MA, de la Universidad de Harvard, describen cómo llevaron la capacidad de pruebas de laboratorio a hojas de papel del tamaño de un bolsillo incrustándolas con redes genéticas sintéticas. También explican cómo crearon varios diagnósticos, "incluidos los sensores de glucosa y los sensores del virus del Ébola específicos de la cepa".

Hasta hace poco, el progreso en la biología sintética se ha visto obstaculizado porque los científicos solo han podido desarrollar mecanismos sintéticos dentro de las células vivas.

Sin embargo, el estudio describe cómo el equipo de Wyss dio un gran paso al crear un sistema en el que pueden diseñar versiones sintéticas de mecanismos biológicos fuera de las células.

Las herramientas de biología sintética basadas en papel se pueden liofilizar y almacenar

El Dr. Keith Pardee, autor principal del primer artículo y científico del personal de Wyss, explica:

"Hemos aprovechado la maquinaria genética de las células y las hemos insertado en la matriz de fibra de papel, que luego se puede liofilizar para su almacenamiento y transporte: ahora podemos sacar la biología sintética del laboratorio y usarla en cualquier lugar para comprender mejor nuestra salud y el medio ambiente ".

El Dr. Pardee y sus colegas han creado una gama de diagnósticos y biosensores basados ??en papel. Estos incorporan proteínas que emiten fluorescencia y cambian de color para mostrar que están funcionando.

Una vez liofilizadas, las herramientas en papel se pueden almacenar hasta por un año; se activan al agregar agua.

Las herramientas también se pueden usar en el laboratorio para ahorrar tiempo y dinero en comparación con los métodos convencionales que usan células y tejidos vivos.

"Donde normalmente llevaría 2 o 3 días validar una herramienta dentro de una célula viva, esto se puede hacer usando una plataforma basada en papel de biología sintética en tan solo 90 minutos", dice el Dr. Pardee.

En su estudio, él y sus colegas describen cómo probaron una gama de herramientas de biología sintética basadas en papel. Activaron los interruptores genéticos, diseñaron y produjeron rápidamente circuitos de genes complejos y diagnósticos programados que pueden evaluar las bacterias resistentes a los antibióticos y el virus del Ébola específico de la cepa.

'Interruptor de pie' utilizado para crear el sensor de Ebola

El equipo de Wyss creó el sensor de Ebola con la ayuda de un "interruptor de tope", un nuevo sistema para controlar la expresión génica que es muy flexible y altamente programable. Este es el tema del segundo estudio.

El interruptor de la puntera se diseñó inicialmente para trabajar dentro de las células vivas, pero el equipo logró transferir su función al método del papel liofilizado.

El interruptor de la puntera se puede programar para activar la producción de una proteína específica después de detectar con precisión una firma de ARN de prácticamente cualquier tipo. Las firmas de ARN son secuencias de código genético que se pueden utilizar para identificar una amplia gama de agentes infecciosos, incluidas bacterias, virus, levaduras y parásitos.

El equipo dice que también es posible vincular varios interruptores de punta de sujeción, creando un circuito complejo que se puede programar para llevar a cabo una serie de pasos, como detectar un patógeno y luego administrar una terapia adecuada.

El siguiente video explica cómo funciona el interruptor de la puntera:

Peng Yin, profesor asociado en el Departamento de Biología de Sistemas de la Facultad de Medicina de Harvard y miembro del Wyss Core Faculty, es el autor principal del segundo artículo. Él explica que la biología sintética convencional solo toma partes biológicas existentes y las reconecta para lograr un nuevo propósito. Pero esto complica la precisión y la funcionalidad.

Por otro lado, aunque el interruptor de la puntera está inspirado en la naturaleza, está completamente rediseñado desde cero, agrega, y señala que el estudio describe cómo produjeron un dispositivo que "es un regulador de genes verdaderamente 'sintético' con 40 veces una mejor capacidad para controlar la expresión génica que los reguladores convencionales ".

En septiembre de 2014, Noticias médicas hoy aprendió cómo los investigadores están trabajando en una forma de combatir los patógenos resistentes a los medicamentos con su propio sistema de "edición de genes". En un documento publicado en Biotecnología de la naturaleza, el equipo describe cómo usaron CRISPR, un sistema de edición de genes que las bacterias usan para defenderse de los ataques de virus, para atacar a las superbacterias mismas.

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