Tecnología de replicación megapíxel de ADN promete diagnósticos más sensibles y rápidos

Esto incluye la detección temprana del cáncer, el diagnóstico prenatal, el análisis de expresión génica de células individuales, y la detección de patógenos en productos alimenticios.

El nuevo dispositivo digital de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) utiliza la tensión superficial líquida para dividir las muestras de ADN en arrays de 1.000.000 o más cámaras. Esto permite el recuento directo de las moléculas individuales aisladas en cámaras individuales.

La PCR digital se refiere a una nueva generación de técnicas de replicación de ADN que ofrecen una mayor sensibilidad y densidad con respecto a la técnica original. El mayor número de cámaras disponibles en implementaciones disponibles en el mercado de PCR digital, utilizando microválvulas integradas, es 36.960. Sin embargo, la escalabilidad está limitada por la densidad máxima a la que las válvulas pueden ser fabricadas de forma fiable.

La densidad de las cámaras de reacción logradas por la nueva plataforma excede a las técnicas más tradicionales de válvula digital de PCR en un factor de 100, lo que mejora directamente el desempeño.

“Esto resuelve algunos problemas técnicos importantes que han limitado la escala y exactitud de las técnicas tradicionales digitales de PCR”, dice el Profesor Carl Hansen del departamento de física y astronomía y un centro de alto rendimiento para la biología, de la Universidad de la Columbia Británica (UBC, Vancouver, Canadá). “Crea arrays libres de defectos de millones de subreacciones de volumen uniforme, y controla la deshidratación de estas reacciones durante el ciclaje térmico”.

El Prof. Hansen cree que la PCR digital puede ser ampliada para contener un máximo de aproximadamente 10.000.000 de cámaras en un formato estándar de 2,54 cm (una pulgada). Los científicos también encontraron que la nueva técnica megapíxeles colocó nuevos puntos de referencia para la detección de mutaciones raras - definidas como la proporción más baja medible de dos secuencias diana que difieren en una variación de un solo nucleótido, así como los nuevos límites en la detección de diferencias sutiles en la abundancia de las secuencias. La partición de un conjunto de un millón de cámaras tarda aproximadamente un minuto.

“Nuestra solución, o algo con las mismas técnicas, podría permitir un grado nuevo de precisión en las mediciones en la investigación biomédica y el diagnóstico. El aumento espectacular en la densidad del ensayo tiene importantes implicaciones para la adopción de la tecnología digital PCR como una solución de análisis económica, rápida y de rutina”, agregó el profesor Hansen.

Una descripción de la plataforma megapíxeles fue publicada el 3 de julio 2011, en la revista Nature Methods.

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University of British Columbia