Una colaboración de la Universidad de Illinois y Mayo ha demostrado una nueva técnica de análisis de expresión génica que puede medir con precisión los niveles de ARN de forma rápida y directa a partir de una muestra de tejido canceroso al tiempo que preserva la información espacial a través del tejido, algo que los métodos convencionales no pueden hacer.La técnica de expresión génica del equipo se describe en un artículo publicado en la edición en línea de Comunicaciones de la naturaleza .
Según el profesor de bioingeniería de Illinois, Rashid Bashir, los métodos de expresión génica existentes tienen limitaciones. "Son engorrosos y lentos, toman horas o incluso días para hacer el análisis en una sola muestra de tejido", dijo Bashir, co-líder de la investigaciónequipo, que es un distinguido profesor de bioingeniería de Grainger y decano asociado ejecutivo de la Facultad de medicina de Carle Illinois. "Nuestra técnica realiza el análisis completo a través del corte de tejido en dos horas o menos".
Los métodos existentes pueden medir las proteínas, que se producen después de que la información o las instrucciones genéticas fluyen del ADN y el ARN. Esos métodos de medición de proteínas son complicados y requieren anticuerpos que no existen para ciertas proteínas.
"Nuestro método puede detectar la expresión de ARN mensajero, que puede proporcionar información adicional además de la concentración final de proteínas", dijo Bashir.
La herramienta de expresión de genes espaciales pixelada puede analizar una muestra de tejido completa e identificar células cancerosas en un proceso que lleva menos de dos horas.
La herramienta de expresión de genes espaciales pixelada puede analizar una muestra de tejido completa e identificar células cancerosas en un proceso que lleva menos de dos horas.
El co-líder del equipo de investigación, Dr. Farhad Kosari, profesor asistente de bioquímica y biología molecular en la Clínica Mayo, prevé que su nueva técnica algún día podría usarse en laboratorios de investigación y en la clínica ". Si estuvieras estudiando microambientes tumorales,"Quisiera saber qué genes se expresan en una ubicación específica del tumor", dijo Kosari. "Esta capacidad de observar la expresión localizada de genes se realiza actualmente con hibridación fluorescente in situ FISH, pero nuestra técnica es mucho más rápiday más cuantitativo "
Además, el ARN mensajero ARNm generará información genética más precisa. "Al analizar modelos animales y xenoinjertos, puede haber reactividad cruzada del anticuerpo diana con el antígeno huésped que conduce a señales positivas falsas y error en el análisis".dijo el estudiante de doctorado de Bioingeniería de Illinois Anurup Ganguli, el primer autor del estudio.
El equipo creó un chip de silicio del tamaño de una uña que contiene una matriz de más de 5,000 pozos en forma de pirámide con bordes afilados. Cuando se coloca una muestra de tejido canceroso del tamaño de un centímetro en el chip, se corta automáticamente en cientos omiles de piezas pequeñas que se analizan en paralelo utilizando una tecnología existente conocida como amplificación isotérmica mediada por bucle LAMP.
Según Ganguli, una vez que el tejido se corta y se coloca en los pocillos subyacentes en el microchip, se realizan miles de reacciones LAMP de volumen de picolitros independientes en cada pocillo directamente desde el tejido sin la necesidad de ninguna purificación de analitos.
"La microdisección de captura con láser LCM seguida de purificación y amplificación aguas abajo se ha utilizado en el pasado para observar regiones específicas de muestras de tejido teñidas y analizar la heterogeneidad dentro de la muestra", dijo Kosari. "Nuestra técnica es similar a realizar másde 5,000 pasos LCM con la amplificación aguas abajo en un solo paso en un microchip ".
Ganguli demostró la nueva técnica utilizando xenoinjertos congelados de tejido prostático humano cultivados en ratones. En menos de dos horas, pudo amplificar y analizar el ARNm de TOP2A, una enzima nuclear y un marcador conocido de la agresividad del cáncer de próstata.
"Nuestro enfoque pixela toda la muestra de tejido y puede identificar esas pocas células que pueden ser cancerosas", dijo Bashir. "No existe ninguna técnica que lleve tejido crudo a la amplificación de ácido nucleico mientras se mantiene la información espacial preservada"."
La nueva técnica también puede ser útil algún día para ayudar a los médicos y patólogos a determinar los márgenes tumorales, lo que podría mejorar el resultado de las cirugías de cáncer.
El equipo continúa trabajando en la técnica de expresión génica y su objetivo es utilizarla para mapear mutaciones genéticas para los cánceres de pulmón y de mama, además del cáncer de próstata. También están trabajando para reducir el tamaño de los pozos en el chip debajo de la corriente100 x 100 micras. Esta modificación dará como resultado la posibilidad de examinar células individuales a una resolución más alta.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Facultad de Ingeniería de la Universidad de Illinois . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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