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Crean dos bisturís moleculares para detectar enfermedades e infecciones




16/02/2018 - 12:06:52
SINC.- Uno de los m�todos es capaz de apreciar min�sculas cantidades de virus del papiloma humano en una muestra de sangre. El otro es una tira de papel que funciona como un test de embarazo, pero para detectar los virus del zika y el dengue.

Investigadores del MIT sostienen una tira de papel que muestra una lectura positiva del sistema SHERLOCK para la detecci�n de virus, basado en CRISPR. Zhang lab. Broad Institute / MIT

Los laboratorios de dos l�deres mundiales en edici�n gen�tica han presentado esta semana en Science estudios separados sobre dos plataformas basadas en CRISPR para detectar enfermedades, denominadas DETECTR y SHERLOCK.

Los dos l�deres son la catedr�tica Jennifer Doudna de la Universidad de California en Berkeley y el investigador Feng Zhang del Massachusetts Institute of Tecnology (MIT), que mantienen una disputa por una serie de patentes de las aplicaciones de la t�cnica de corta-pega gen�tico CRISPR Cas9, descubierta en 2012 por Doudna y la bioqu�mica francesa Emmanuelle Charpentier.

En pocas palabras, el CRISPR Cas es una herramienta que puede, como unas tijeras, cortar los genes, as� como pegar en ese espacio otra secuencia gen�tica. En esta ocasi�n, las nuevas plataformas de diagn�stico usan dos prote�nas (Cas12a y Cas13), que cortan el ADN de manera distinta a Cas9, la pote�na que hasta ahora los cient�ficos utilizaban como tijeras. Estos bistur�s moleculares son id�neos para detectar �cidos nucleicos de virus e infecciones.

Una tira de papel para el zika y el dengue

El laboratorio de Feng Zhang, en el MIT, ha desarrollado una versi�n mejorada de su sistema SHERLOCK para detectar el virus del Zika y del dengue. Los investigadores crearon un test con forma de tira de papel, similar a los test de embarazo, que tras sumergirse en una muestra procesada indica con una l�nea si el objetivo (el material gen�tico del virus) se detect� o no.

Seg�n explican, el �xito de su plataforma est� asociado con la prote�na Cas13 que, cuando localiza y corta su objetivo espec�fico, se activa y corta indiscriminadamente otros ARN cercanos. El equipo dise�� el sistema para que fuera compatible tanto con el ADN como con el ARN humanos.

�Estos avances aceleran la capacidad de SHERLOCK para detectar de forma r�pida y precisa las firmas gen�ticas, incluidos pat�genos y el ADN tumoral, en muestras�, subraya Jonathan Gootenberg, l�der del estudio.

Fluorescencia en el tubo de ensayo

Por su parte, Janice Chen, Enbo Ma y Lucas Harrington, del laboratorio de Doudna, utilizaron la prote�na Cas12a, descubierta en 2015. Durante la investigaci�n, observaron una actividad inesperada: cuando corta una secuencia de ADN de doble cadena, desata el corte indiscriminado de todo el ADN de cadena sencilla.

�La mayor parte del ADN de una c�lula tiene forma de h�lice de doble cadena, por lo que no es un problema para las aplicaciones de edici�n de genes�, explican los autores. �Pero nos permite utilizar una mol�cula �indicadora� de cadena sencilla con la prote�na CRISPR-Cas12a, que produce una se�al fluorescente cuando ha encontrado su objetivo�.

El experto Llu�s Montoliu, del Centro Nacional de Biotecnolog�a, que no ha participado en el estudio, explica este proceso de una forma m�s sencilla: "La enzima Cas12a corta ADN de doble cadena guiada por una molecula de ARN, pero luego "se vuelve loca" y empieza a cortar moleculas de ADN de cadena sencilla que puede haber en la mezcla de un tubo de ensayo".

�Y si has tenido la precauci�n de a�adir compuestos flurorescentes que empiecen a brillar cuando estas hebras se cortan, entonces has convertido un problema en un extraordinario y ultrasensible m�todo para detectar min�sculas cantidades de un virus en una muestra de sangre, por ejemplo�, dice.

Plataforma de detecci�n de papilomas

Aprovechando esta actividad, los investigadores de Berkeley desarrollaron una plataforma de detecci�n de �cidos nucleicos, llamada DETECTR, capaz de identificar con �xito la presencia del virus del papiloma humano (VPH) en muestras cl�nicas, incluso con peque�as cantidades de ADN. �La tecnolog�a es altamente sensible, r�pida y espec�fica y puede distinguir los dos tipos del virus: VPH16 y VPH18�, dicen los autores.

�Esta prote�na funciona como una herramienta robusta para detectar ADN en una gran variedad de fuentes", se�ala Chen. "La tecnolog�a podr� aplicarse en el diagn�stico de m�ltiples enfermedades, incluido el c�ncer y las enfermedades infecciosas", agrega.

La actividad de la prote�na Cas12a es similar a la de las enzimas CRISPR Cas13a, que degrada el ARN despu�s de unirse a una secuencia de ARN diana. Varios equipos, incluido el de Jennifer Doudna, est�n desarrollando pruebas de diagn�stico usando Cas13a que podr�a, por ejemplo, detectar el genoma del ARN del VIH.

�Seguimos fascinados por las funciones de los sistemas CRISPR bacterianos y por la forma en que la comprensi�n de sus mecanismos genera oportunidades para desarrollar nuevas herramientas�, destaca Doudna.

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