Las puntas de plástico adheridas a los extremos de los cordones evitan que se deshilachen. Los telómeros son secuencias repetitivas de ADN ácido desoxirribonucleico que cumplen una función similar al final de los cromosomas, protegiendo el material genético que los acompaña contra la inestabilidad del genoma, previniendo el cáncer y regulando laproceso de envejecimiento.
Cada vez que una célula se divide en nuestro cuerpo, los telómeros se acortan, por lo que funcionan como un "reloj" molecular de la célula a medida que el acortamiento aumenta progresivamente con el envejecimiento. Una medida precisa de la cantidad y longitud de estos telómeros, o "relojes,""puede proporcionar información vital si una célula envejece de forma normal o anormal, como en el caso del cáncer.
Para encontrar una forma innovadora de diagnosticar las anomalías de los telómeros, un equipo de investigación dirigido por el profesor asistente Cheow Lih Feng del Instituto de Innovación y Tecnología de la Salud de NUS iHealthtech ha desarrollado un método novedoso para medir la longitud absoluta de los telómeros de los telómeros individualesen menos de tres horas. Este método único de perfilado de telómeros puede procesar hasta 48 muestras a partir de cantidades bajas <1 ng de ADN.
Su trabajo fue publicado en la revista avances científicos el 21 de agosto de 2020.
"Nuestra innovación podría mejorar en gran medida la velocidad del diagnóstico y, al mismo tiempo, proporcionar información crítica sobre los telómeros para las enfermedades y los cánceres relacionados con la edad. Una herramienta clínicamente confiable que es capaz de proporcionar perfiles de telómeros precisos permitirá una terapia de precisión y tratamientos específicos para los pacientes,", explicó el profesor asistente Cheow, que también es del Departamento de Ingeniería Biomédica de NUS.
Superando las limitaciones de las pruebas de telómeros convencionales
Los métodos convencionales para la medición de telómeros en entornos clínicos a menudo consumen mucho tiempo y requieren operadores capacitados. Estos métodos también carecen de información precisa sobre las longitudes de los telómeros individuales y las cantidades necesarias para diagnosticar con precisión o determinar las anomalías de los telómeros.
Para superar los principales impedimentos técnicos en la realización de perfiles de telómeros, el profesor asistente Cheow y su equipo han desarrollado un sistema único llamado ensayo rápido de longitud absoluta de telómero único STAR.
Con este método, las moléculas de telómero individuales se distribuyen primero en miles de cámaras de nanolitros en un chip de microfluidos. La reacción en cadena de la polimerasa PCR en tiempo real de moléculas de telómero individuales se realiza a través de todas las cámaras de una manera masivamente paralela.La cinética de amplificación en cada cámara de nanolitros refleja el número de repeticiones de los telómeros, que se correlacionan directamente con la longitud de una sola molécula de telómero.
Con el ensayo STAR, los investigadores pueden determinar con precisión el mecanismo de mantenimiento de los telómeros en las células cancerosas y obtener un alto nivel de información detallada en las mediciones. Pacientes que tienen cánceres activados por la vía del alargamiento alternativo de los telómeros ALT, comoCiertos sarcomas cáncer de tejidos conectivos y gliomas cáncer de cerebro: a menudo se ha demostrado que tienen un pronóstico desfavorable que está relacionado con una longitud de telómeros más larga que la media y un alto porcentaje de telómeros críticamente cortos. Además, sus células cancerosas también fueronse encontró que posee copias adicionales de moléculas de telómero.
Para probar la invención, el equipo de NUS iHealthtech colaboró con el Dr. Amos Loh del Departamento de Cirugía Pediátrica del Hospital de Mujeres y Niños de KK KKH. El equipo decidió trabajar con KKH para validar el ensayo, ya que los mecanismos de alteración de los telómeros como ALT sonmejor estudiado en tumores como los sarcomas y tumores neuronales como los gliomas y el neuroblastoma que tienen una mayor incidencia entre los niños. La validación ha demostrado que el ensayo STAR es eficaz para diagnosticar el estado de ALT en el neuroblastoma pediátrico, que puede servir como un indicador de pronóstico útil paraeste cáncer.
Las células cancerosas utilizan un mecanismo modificado para modificar anormalmente y mantener la longitud de sus telómeros, como un medio para permitirles crecer continuamente. Mecanismos como la ALT son explotados particularmente por cánceres como el neuroblastoma. El neuroblastoma es un cáncer que surge de los nervios en variospartes del cuerpo y es el tumor maligno sólido más común en los niños. También es responsable de un número desproporcionado de muertes infantiles por cáncer.
"Anteriormente menos reconocidas en los pacientes, las anomalías de los telómeros como la ALT se han identificado recientemente como un nuevo marcador de riesgo en el neuroblastoma. Dado que el neuroblastoma con anomalías de los telómeros tiene peores resultados, este nuevo método de medición de los telómeros ahora puede facilitar la identificación más sencilla y rápida deALT en pacientes para definir con mayor precisión el pronóstico de su enfermedad ", dijo el Dr. Amos Loh, consultor principal, del Departamento de Cirugía Pediátrica de KKH.
El desarrollo del ensayo STAR cuenta con el apoyo del Consejo Nacional de Investigación Médica.
Habilitación de estrategias de tratamiento eficaces para los pacientes
El profesor asistente Cheow compartió: "La combinación de flujo de trabajo rápido, escalabilidad y resolución de una sola molécula hace que nuestro sistema sea único al permitir el uso de la distribución de la longitud de los telómeros como un biomarcador en estudios de enfermedades y en toda la población. Será particularmente útil para el diagnósticoMecanismos de mantenimiento de los telómeros dentro de escalas de tiempo clínico, para determinar estrategias personalizadas, terapéuticas o preventivas para los pacientes. "
El equipo de NUS iHealthtech busca ampliar su investigación y aplicar la plataforma de ensayo STAR para su uso en entornos hospitalarios, para facilitar el diagnóstico de enfermedades relacionadas con el envejecimiento.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Nacional de Singapur . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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