Las nanopartículas de oro ayuda objetivo cuantificar los segmentos de cáncer de mama en una célula viva

Mayo 14, 2016 Admin Salud 0 4
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Un equipo dirigido por José Irudayaraj, profesor de ingeniería agrícola y biológica, utiliza nanopartículas de oro para detectar y unirse a fragmentos de material genético conocido como empalme variantes BRCA1 mRNA, que pueden indicar la presencia y la etapa del cáncer de mama. El número de estas variantes de corte y empalme de mRNA en una célula se puede determinar mediante el examen de la señal específica que la luz produce cuando interactúa con las nanopartículas de oro.

"Se trata de una técnica sencilla sencillo pero sofisticado que puede ser utilizado para detectar el cáncer en una sola célula y determinar qué tan agresivo es," dijo Irudayaraj, quien también es el director adjunto del Centro de Biociencias Bindley. "Ser capaz de cuantificar estas moléculas genéticas en última instancia, podría ayudar a los médicos proporcionan un mejor tratamiento y más individualizado para pacientes con cáncer."




La técnica también podría aumentar nuestra comprensión de la biología celular y abre el camino para el perfilado y el diagnóstico genético a partir de una sola célula, dijo Irudayaraj.

BRCA1 es un gen supresor tumoral que puede convertir una célula en un tipo de tumor en ciertas circunstancias. Medir el número de variantes de empalme de BRCA1 mRNA en una célula puede indicar si el gen se subexpresado, una posible señal de cáncer de mama.

Pero los métodos actuales de detección del cáncer se basan en muestras compuestas de cientos o miles de células y no son capaces de proporcionar información detallada sobre cómo se expresan los genes relacionados con el cáncer en las células individuales.

Irudayaraj y su equipo son los primeros en detectar y cuantificar las variantes del BRCA1 mRNA de empalme - fragmentos de material genético que se retira cuando se forma ARNm - en una sola celda. Variantes de empalme pueden determinar el destino de una célula y cómo se expresan proteínas específicas. Los errores en el proceso de empalme se han relacionado con una variedad de enfermedades.

"Con este método, básicamente somos capaces de localizar una aguja en un pajar - y estamos en condiciones de determinar si hay cinco agujas en el pajar que o si hay 50", dijo.

Irudayaraj y su asistente de investigación luego de postgrado, Kyuwan Lee, quien es el primer autor del estudio, adaptados métodos nanotecnología común para enfrentar el reto de identificar variantes de empalme del ARNm en una célula viva. Ellos fabrican nanopartículas de oro - más de 1.000 veces más pequeñas que el diámetro de un cabello humano - y marcado con ADN cadenas complementarias a las variantes de corte y empalme de ARNm del BRCA1.

Cuando se inyecta en una celda, las nanopartículas unidas a los dos extremos de las variantes de corte y empalme de ARNm, formando estructuras conocidas como dímeros - cada "como una pareja de la mano", dijo Irudayaraj.

Desde dímeros emiten una señal única en presencia de la luz, los investigadores pudieron medir el número de dímeros que iluminan la célula con una fuente de luz simple. El número de dímeros correspondió al número de variantes de empalme de BRCA1 mRNA en una célula.

La luz se comporta de manera diferente cuando brilla en una sola partícula de oro, lo que permite a los investigadores distinguir entre los dímeros y partículas que flotan libremente de oro.

Los investigadores utilizaron dos métodos para cuantificar los dímeros: espectroscopia, que mide la forma en que la luz dispersa cuando encuentra un objeto, y una imagen en la que los dímeros colorimétricos muestran cómo los puntos rojizo, mientras que las partículas de oro individuales aparecen verde.

La técnica puede cuantificar variantes de corte y empalme de ARNm en una sola célula de alrededor de 30 minutos.

Irudayaraj está modificando el sistema para acelerar el proceso de modo que se puede utilizar en biopsias de tejido.

"Si somos capaces de cuantificar clave ARNm de la célula sola resolución en una biopsia de tejido, lo que va a ser muy potente en términos de tratamiento protocolos de refinación para enfermedades importantes", dijo.

El artículo fue publicado en la revista Nature Nanotechnology.

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