Detección sensible de ácidos nucleicos para diagnóstico de patógenos

La detección rápida y sensible de los ácidos nucleicos puede ayudar a la detección de patógenos en los puntos de atención, a la genotipificación y a la monitorización de las enfermedades y puede ser usada para diagnosticar infecciones como el Zika y el dengue, con un alto nivel de sensibilidad.

 

El avance podría ayudar a facilitar la detección rápida y el diagnóstico de muchos otros patógenos, también. Si bien existen algunos métodos para detectar las secuencias genéticas, tienen que hacer concesiones entre la sensibilidad, la especificidad, la simplicidad, el costo y la velocidad.

 

Un gran equipo de científicos que trabajan con los del Instituto Broad, (Cambridge, MA, EUA), buscó un método más efectivo para poder hacer el diagnóstico de patógenos que se convirtió en un sistema de proteínas asociadas a repeticiones palindrómicas cortas, agrupadas, interespaciadas de manera regular (CRISPR), dirigido contra el ácido ribonucleico (ARN) (CRISPR-Cas). La unión del ARN diana activa esta enzima Cas, particular, para que rompa de forma promiscua el ARN cercano. Ellos explotaron esto, mediante la inclusión de un ARN reportero que libera una señal fluorescente cuando se escinde, y utilizaron una técnica, llamada amplificación de la polimerasa de la recombinasa, para aumentar aún más la sensibilidad.

 

El equipo combinó el efecto colateral de Cas13a, con la amplificación isotérmica, para establecer un diagnóstico basado en CRISPR (CRISPR-Dx), que proporciona una detección rápida de ADN o ARN con sensibilidad attomolar y especificidad de disparidad de una sola base. Utilizaron esta plataforma de detección molecular, basada en Cas13a, denominada SHERLOCK (UnLOCKing de un Reportero Enzimático de Alta Sensibilidad Específico), para detectar cepas específicas de virus Zika y del virus Dengue, diferenciar bacterias patógenas, hacer el genotipo del ADN humano e identificar las mutaciones de ADN tumorales libres de células.

 

La plataforma SHERLOCK pudo detectar títulos bastante bajos de virus Zika en suero, orina y saliva, y también se puede usar para medir la carga viral. Los investigadores descubrieron que la técnica era eficaz para identificar varias cepas bacterianas, incluso diferenciando entre las cepas de neumonía bacteriana con diferentes mutaciones de resistencia. Por último, los autores muestran que SHERLOCK puede ser utilizado para detectar varias mutaciones diferentes del cáncer.

 

Una prueba de SHERLOCK puede ser rediseñada y sintetizada en cuestión de días por tan sólo 0,61 dólares/prueba, señalan los autores, anotando que la alta sensibilidad del sistema abre nuevas vías para la detección rápida, robusta y sensible, de moléculas biológicas. Los reactivos de reacción SHERLOCK pueden ser liofilizados para que no tengan que depender de la cadena de frío y se puedan almacenar por un plazo largo, y ser fácilmente reconstituidas en papel, para aplicaciones de campo. El estudio fue publicado el 13 de abril de 2017 en la revista Science.