El microARN tiene potencial para la prueba de cáncer de cáncer, y también otras enfermedades

MicroRNA fue descubierto como un nuevo material genético hace unos diez años. Los científicos observaron que parece activar y desactivar los genes de una célula. Investigaciones recientes han demostrado que estos pequeños paquetes de código genético parecen estar fuera de control en las células cancerosas.
Un equipo en el MIT ha comenzado a usar partículas diminutas que miden los niveles de microRNA en muestras de tejido para proporcionar un método para escanear y diagnosticar el cáncer. En teoría, el proceso debería funcionar con muchas otras enfermedades.
Dos artículos actuales en las revistas Química analítica y Angewandte Chemie, describe la tecnología que utiliza una matriz de partículas que se adhieren a un tipo específico de microARN. El método expone tejido, muestras de sangre o ARN purificado a estas partículas, lo que permite crear un perfil de microARN. Los diferentes tipos de cáncer tienen su propia firma de microARN, por lo que la presencia de cánceres individuales en el pulmón, el estómago, el páncreas, etc. puede ser identificada y procesada por lo que promete ser un procedimiento de prueba de cáncer nuevo y efectivo.
Patrick Doyle, profesor de ingeniería química en el MIT y líder del equipo de investigación, dijo:

"Aunque medir los niveles de microARN tiene claros beneficios potenciales, existen muchos desafíos para detectar microARN. No existe un estándar de oro aceptado", dice Doyle. "Todos tienen su propio favorito".

La caza de MicroRNA

El problema con la mayoría de los métodos de detección de microARN es que el ARN se debe aislar de la sangre o del tejido en un proceso de purificación que es lento y costoso. Doyle y sus colegas, incluido el estudiante graduado Stephen Chapin, esbozaron en su Angewandte Chemie paper, publicado en enero de 2011, que han utilizado con éxito partículas de hidrogel, con una longitud de alrededor de 200 micras, para detectar de manera más fácil y eficiente los patrones de desregulación de microARN en muestras tomadas de cuatro individuos con cáncer.

Los hidrogeles son un tipo de red de cadenas de polímeros que atraen agua y provocan la unión de ácidos nucleicos. Las partículas de hidrogel están adornadas con millones de hebras idénticas de ADN. Las cadenas son complementarias a una secuencia diana específica de microARN. Por lo tanto, el microARN en una muestra de sangre se atraerá y se unirá al ADN en la partícula de hidrogel.
Después de su primer artículo, su informe más reciente en Analytical Chemistry muestra la prueba de partículas de hidrogel, identificando con éxito a un paciente con cáncer de próstata.

Mezclando las partículas de hidrogel con una muestra de sangre, cualquier microARN presente se une a su ADN respectivo. Las cadenas de ADN en el hidrogel contienen una secuencia corta que luego se une a una sonda fluorescente al completar la prueba. Luego usan un escáner microfluídico diseñado a medida para medir rápidamente la fluorescencia de cada partícula, revelando así la cantidad de microRNA presente. El escáner también lee un código de barras químico impreso en cada partícula de hidrogel, que identifica el tipo de microRNA que se detecta. Todo el proceso se completa en menos de tres horas.
El segundo documento describe cómo los investigadores, al agregar múltiples secuencias de etiquetas de ADN a cada objetivo de microARN, han aumentado la sensibilidad de las partículas de detección de microARN de hidrogel hasta en 100 veces. (El ADN se adhiere a las sondas fluorescentes). Esto les ha permitido detectar tan solo 10.000 copias de una secuencia particular de microARN en muestras tan pequeñas como 25 microlitros.
Además, este nuevo enfoque de Doyle en MIT es más preciso porque diferentes cadenas de microARN tienen diferentes formas que afectan la facilidad con que se unen a los marcadores de ADN. Usar marcadores de ADN mixtos ayuda a evitar esta anomalía.
Doyle y sus colegas ahora están comenzando a trabajar con investigadores médicos para estudiar el uso de la detección de microARN para su uso en otras enfermedades, como la enfermedad cardíaca y el VIH. También formó una compañía, Firefly Bioworks, con un ex estudiante graduado, Daniel Pregibon. Firefly Bioworks licenciará la tecnología para el escáner personalizado que se necesita para detectar la fluorescencia de los hidrogeles, con el objetivo de proporcionar una unidad para uso comercial.
Escrito por Rupert Shepherd B.Sc.