Una nueva herramienta podría reducir los costos de diagnóstico de enfermedades infecciosas.

Investigadores biomédicos de la Universidad de Texas en Austin han desarrollado una forma nueva y menos costosa de detectar la digestión con nucleasa, uno de los pasos críticos en muchos ácido nucleico Aplicaciones de detección, como las utilizadas para identificar COVID-19 y otras enfermedades infecciosas. 

Un nuevo estudio publicado en la revista Naturaleza Nanotecnología muestra que esta herramienta de bajo costo, llamada Subak, es eficaz para determinar cuándo se produce la escisión del ácido nucleico, lo que ocurre cuando una enzima llamada nucleasa descompone los ácidos nucleicos, como el ADN o el ARN, en fragmentos más pequeños. 

La forma tradicional de identificar la actividad nucleasa, la sonda de transferencia de energía por resonancia de fluorescencia (FRET), cuesta 62 veces más que la del reportero Subak. 

"Para que los diagnósticos sean más accesibles al público, tenemos que reducir los costos", afirmó Soonwoo Hong, Ph.D. estudiante en el laboratorio de Tim Yeh, profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Biomédica de la Escuela de Ingeniería Cockrell, quien dirigió el trabajo. "Cualquier mejora en la detección de ácido nucleico fortalecerá nuestra infraestructura de pruebas y facilitará la detección generalizada de enfermedades como la COVID-19".

El equipo de investigación, que también incluía a Jennifer Brodbelt, profesora de química en la Facultad de Ciencias Naturales de UT Austin, y MinJun Kim, profesora de ingeniería mecánica en la Escuela de Ingeniería Lyle de la Universidad Metodista del Sur, reemplazó la sonda FRET tradicional con el reportero Subak en una prueba llamada DETECTR (reportero trans CRISPR dirigido a ADN endonucleasa).

Los reporteros de Subak se basan en una clase especial de nanomateriales fluorescentes conocidos como nanoclusters de plata. Están formados por 13 átomos de plata envueltos dentro de una corta cadena de ADN. Este nanomaterial compuesto orgánico/inorgánico es demasiado pequeño para ser visible a simple vista y su tamaño oscila entre 1 y 3 nanómetros (una milmillonésima parte de un metro).

Los nanomateriales en esta escala de longitud, como los puntos cuánticos semiconductores, pueden ser muy luminiscentes y exhibir diferentes colores. Los nanomateriales fluorescentes han encontrado aplicaciones en pantallas de televisión y biosensores, como los reporteros de Subak.

Tenemos evidencia muy clara de la espectrometría de masas de que la transformación de Ag₁₃ a Ag₁₀ subraya la conversión de color verde a rojo observada en la muestra, después de la digestión del molde de ADN”.

Jennifer Brodbelt, profesora de química en la Facultad de Ciencias Naturales de UT Austin

Los subak reporters, que pueden sintetizarse a temperatura ambiente en una reacción de un solo recipiente, cuestan sólo 1 dólar por nanomol. Por el contrario, producir la sonda FRET, que emplea pasos complejos para marcar un tinte donante y un extintor, cuesta 62 dólares por nanomol. 

"Estos nanoclusters de plata altamente luminiscentes pueden denominarse puntos cuánticos, ya que muestran una fuerte emisión de fluorescencia de tamaño ajustable debido al efecto de confinamiento cuántico", dijo Yeh. "Nadie puede ajustar con precisión el tamaño del grupo (y el color de emisión correspondiente) hasta nuestra demostración de Subak", lo que destaca la innovación de esta investigación. 

Además de seguir probando al reportero Subak para la digestión con nucleasas, el equipo también quiere investigar si puede ser una sonda para otros objetivos biológicos. 

El trabajo cuenta con el apoyo de una subvención de la Fundación Nacional de Ciencias para Yeh y Brodbelt.

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• Fuente: https://www.news-medical.net/news/20240227/Innovative-Subak-tool-offers-affordable-solution-for-detecting-nuclease-digestion.aspx