La técnica puramente eléctrica captura el ADN osado de células de la superficie de una muestra: ScienceDaily

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La secuenciación del ADN se ha vuelto tan común que pocos se dan cuenta de lo difícil que es extraer incluso una sola molécula de ADN de una muestra biológica.

La investigación realizada por UC Riverside está facilitando la detección y captura de ADN de muestras de fluidos como sangre utilizando un pequeño tubo de vidrio y corriente eléctrica. La técnica, descrita en la revista, Nanoescala, también puede mejorar el diagnóstico de cáncer en el futuro.

El ADN, una molécula bicatenaria cargada eléctricamente que contiene toda la información que un organismo necesita para crear y organizar los componentes básicos de la vida, está firmemente plegada dentro del núcleo celular. Extraer ADN de una sola célula lleva tiempo y no es práctico para muchos propósitos médicos y científicos. Afortunadamente, cuando las células mueren de forma natural, sus membranas explotan y liberan contenidos, incluido el ADN. Esto significa que una muestra de sangre, por ejemplo, contiene muchas hebras de ADN flotante que, en teoría, deberían ser más fáciles de identificar y extraer en cantidad.

Sin embargo, las células depuradoras llamadas macrófagos que limpian los desechos celulares destruyen la mayor parte del ADN libre de células, dejándolo en bajas concentraciones en la sangre. La mayoría de los enfoques para capturar ADN libre de células requieren técnicas costosas que concentran las moléculas primero antes de usar tintes fluorescentes para ayudar a ver el ADN.

El autor correspondiente Kevin Freedman, profesor asistente de bioingeniería en la Facultad de Ingeniería Marlan y Rosemary Bourns de UC Riverside, dirigió un esfuerzo para mejorar la detección y captura de ADN en concentraciones más bajas mediante el uso de una carga eléctrica para dirigir una muestra de ADN directamente a un tubo de vidrio con un pequeña abertura llamada nanoporo. La detección de nanoporos se ha convertido en una herramienta de diagnóstico rápida, fiable y rentable en diversas aplicaciones médicas y clínicas.

“Sabemos que si aplica voltaje a través de la membrana celular, los iones se moverán a través de los poros de la membrana celular”, dijo Freedman. “El ADN también viaja con el campo eléctrico y podemos usarlo para mover el ADN”.

Los investigadores insertaron un electrodo positivo dentro de un tubo de vidrio con una abertura o poro de 20 nanómetros de ancho, un poco más grande que una molécula de ADN pero demasiado pequeño para que las células lo admitieran. Aplicaron un potencial eléctrico al nanoporo, que se sumergió en un vial que contenía una muestra de ADN y un electrodo negativo. El ADN sin células se movió hacia el poro y lo bloqueó. El cambio en la corriente eléctrica a medida que el ADN viajaba a través del poro permitió a los investigadores detectarlo.

“Es como intentar sacar espaguetis con una aguja”, dijo Freedman. “Para atravesar el poro, tiene que ser casi perfectamente lineal”.

Cuanto más cerca de la superficie del líquido los investigadores mantenían el poro, más ADN recogían.

“Sorprendentemente, encontramos que el ADN se acumula en las interfaces líquido-aire. Si hay una capa de enfriamiento, el ADN intentará ir a la ubicación más fría”, dijo Freedman. “Esperamos que suceda lo mismo con una muestra de sangre, por lo que se puede utilizar el mismo mecanismo para concentrar el ADN cerca de la superficie. Esto no solo es beneficioso, sino que esta estrategia de detección de nanoporos ha demostrado una relación señal / ruido más alta”. a la superficie también. Realmente es una situación en la que todos ganan “.

Con algunas mejoras, los autores creen que su técnica puramente eléctrica podría ayudar a diagnosticar ciertos cánceres a partir de una sola muestra de sangre. Además del ADN, a medida que crecen los tumores, se liberan vesículas en el torrente sanguíneo. Estas minigotas basadas en lípidos pueden considerarse minicélulas idénticas a las células cancerosas originales y también podrían detectarse mediante la detección de nanoporos.

Teniendo en cuenta todas las características únicas de esta técnica puramente eléctrica, el sistema de detección de nanoporos tiene el potencial de ser utilizado como una evaluación de prueba de diagnóstico en el punto de atención en el futuro.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Universidad de California – Riverside. Original escrito por Holly Ober. Nota: El contenido se puede cambiar por estilo y longitud.

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