Ciência

Detecção de RNA portátil de 20 minutos

Detecção de RNA portátil de 20 minutos

Um novo chip microfluídico sem energia desenvolvido por pesquisadores da RIKEN Advanced Science Institute (ASI) permite a detecção de microRNA de um volume de amostra extremamente pequeno em apenas 20 minutos. Ao reduzir drasticamente o tempo e a quantidade de amostra necessária para a detecção, o chip estabelece as bases para o diagnóstico inicial de doenças como câncer e Alzheimer em estágio inicial.

MicroRNAs (miRNAs) são pequenas moléculas de RNA não codificantes que regulam a expressão gênica em uma ampla gama de processos biológicos, incluindo desenvolvimento, proliferação celular, diferenciação e morte celular (apoptose). A concentração de certos miRNAs em fluidos corporais aumenta com a progressão de doenças como câncer e Alzheimer, gerando esperança de que esses pequenos RNAs possam ser a chave para um diagnóstico mais rápido e preciso. As técnicas atualmente disponíveis para detecção de miRNAs sensíveis, no entanto, requerem dias para chegar a um diagnóstico e envolvem equipamentos operados apenas por pessoal treinado, tornando-os impraticáveis ​​para uso em muitas situações.

A equipe de pesquisa decidiu superar esses obstáculos desenvolvendo um dispositivo que permite um uso rápido e fácil ponto de atendimento (POC) diagnóstico de apenas uma amostra muito pequena. Em pesquisas anteriores, a equipe desenvolveu um dispositivo na forma de um microchip que usa polidimetilsiloxano (PDMS), um composto de silicone conhecido por suas propriedades de absorção de ar, para puxar reagentes em uma sonda de captura para análise. Essa técnica de bombeamento simplificou o projeto, eliminando a necessidade de fontes de energia externas, mas o dispositivo exigia uma quantidade de amostra muito grande para aplicações práticas.

[caption id = "attachment_1206" align = "aligncenter" width = "648"] Novo microchip de detecção de RNA sem energia. Esquerda: microchip fabricado. À direita: Projeto do microcanal. [Fonte da imagem:Medgadget] [/ caption] O novo dispositivo também usa PDMS como uma bomba de ar, mas melhora drasticamente a sensibilidade do método através de um método de amplificação de sinal chamado amplificação dendrítica assistida por fluxo laminar (LFDA). Primeiro, os fragmentos de DNA que se ligam a sequências de miRNA específicas são fixados a uma superfície de vidro junto com a amostra de miRNA a ser analisada e, em seguida, ensanduichada sob uma camada de PDMS com canais nele (Figura 1). Esvaziada de ar no vácuo, a camada de PDMS induz um efeito de bomba que puxa os reagentes de amplificação, inseridos nas entradas do canal, para os canais e em contato com o miRNA, criando estruturas dendríticas marcadas com fluorescência que crescem ao longo do tempo e podem ser rapidamente detectadas .

A sensibilidade desta técnica reduz drasticamente a quantidade de amostra necessária para o diagnóstico para apenas 0,25 attomoles (10-18 mol), uma melhoria mil vezes maior em relação ao modelo anterior da equipe. Junto com seu tempo de detecção de apenas 20 minutos, essas propriedades tornam o dispositivo com alimentação própria ideal para uso em ambientes com poucos recursos, prometendo diagnósticos portáteis de ponto de atendimento para milhões em países em desenvolvimento e em todo o mundo.


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