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La tecnología nueva hace biopsias menos invasores y más informativas

Las personas de investigadores de la universidad nacional de Singapur (NUS) han desarrollado una tecnología nueva que podría descubrir y clasificar sensible y exacto a las células cancerosas, así como determinan la agresividad de la enfermedad de las menos biopsias invasores. Con esta nueva tecnología llamada el SELLO (asamblea de la Serie-Topología para el perfilado multiplexado), la información completa de la enfermedad se puede obtener más rápidamente, en un primero tiempo mucho del flujo de trabajo clínico, permitiendo que los doctores decidan y que administren a tratamientos anterior y más efectivo.

Una biopsia, que implica el quitar de una pequeña cantidad de tejido de la carrocería, es la manera principal para que los doctores diagnostiquen la mayoría de los cánceres. Mientras que se prefieren los procedimientos menos invasores de la biopsia, pueden rendir muestras escasas, dando por resultado diagnosis incompleta y/o poco concluyente. Una diagnosis definitiva y otro análisis tal como andamiaje del cáncer se pueden solamente hacer poste-cirugía; esta información largo-esperada entonces se utiliza para dirigir decisiones del tratamiento subsiguiente.

La tecnología del SELLO vence muchos retos de este flujo de trabajo clínico para habilitar diagnósticos tempranos e informativos del cáncer. El SELLO utiliza códigos de barras programables de la DNA para medir mil millones de marcadores de la proteína en una única prueba - la cantidad así como la distribución de estos marcadores de la proteína en una célula - de una pequeña muestra clínica. Usando cáncer de pecho como modelo, el SELLO logra una alta exactitud diagnóstica encima del 94 por ciento, comparable con patología oro-estándar del tejido, y revela la información clínica importante que se puede obtener actualmente solamente con el análisis del tejido de la poste-cirugía - todo directamente de una biopsia fina de la aspiración (FNA) de la aguja, la menos forma invasor de la biopsia.

Llevado por el profesor adjunto Shao Huilin del instituto de NUS para la innovación de la salud y de la tecnología (iHealthtech) de NUS, el equipo de investigación de 10 piezas gastado durante dos años para desarrollar el SELLO.

Nuestra tecnología del SELLO leverages las propiedades únicas de la DNA para formar los códigos de barras 3D. Estos códigos de barras se pueden utilizar para medir marcadores diversos de la proteína así como para descubrir las situaciones específicas de los marcadores en células. Correlacionando estas configuraciones de la distribución del marcador en células, el SELLO puede ofrecer una indicación temprana de la agresividad de la enfermedad. Las técnicas actuales de la patología miden solamente un pequeño subconjunto de marcadores de la proteína y requieren varios días de tramitación extenso. En comparación, el SELLO es millón de veces más sensible, ofrece análisis altamente informativo de muestras escasas, y se puede terminar en tan poco tiempo como dos horas.”

Profesor Shao Huilin de Asst del instituto de NUS para la innovación y la tecnología de la salud

La ruptura de la tecnología de las personas fue publicada por la ingeniería biomédica de la naturaleza prestigiosa del gorrón científico. El estudio también fue ofrecido en noticias y opiniónes por el gorrón y seleccionó como la noticia de portada para su entrega en septiembre de 2019.

Rastrea mil millones de marcadores de la proteína en una única prueba

El análisis completo de la expresión y de la distribución de la proteína mantiene la gran promesa para el descubrimiento de biomarkers, de la detección temprana de la enfermedad, y de la racionalización de las opciones del tratamiento. Sin embargo, las aproximaciones actuales implican las técnicas de la proyección de imagen y de la microscopia, que son complejas, que toma tiempo, y tienen una capacidad limitada de la multiplexación. El SELLO fue conceptuado y desarrollado para dirigir estos retos.

La heliografía de la vida, DNA existe en naturaleza como de largo “cintas” para salvar la información genética masiva con su combinación de claves bajas. Independientemente de esta forma lineal bien conocida, la DNA se puede dirigir exacto para doblar en los nanostructures 3D con estabilidad aumentada. El SELLO leverages estas dos propiedades importantes de la DNA - una capacidad grande de salvar la información así como su programabilidad para doblar y para revelar en diversas estructuras - para dirigir códigos de barras convertibles. Estos códigos de barras del SELLO se pueden utilizar para medir mil millones de marcadores de la proteína en una única prueba y para determinar las situaciones específicas de estos marcadores de la proteína en células.

“Etiqueta marcadores diversos de la proteína en las células, SELLO utiliza los códigos de barras de la DNA que se doblan como nanostructures compactos. Estos códigos de barras 3D logran una alta eficiencia de etiqueta y siguen siendo estables contra la degradación biológica. Cada código de barras 3D es más futuro dado una escritura de la etiqueta de la localización para codificar la situación del marcador de la proteína y la distribución dentro de la célula,” explicó a Sr. Noah Sundah, estudiante doctoral del iHealthtech de NUS así como del departamento de NUS de la ingeniería biomédica, y primer autor del estudio.

“Para realizar análisis, estos códigos de barras 3D se revelan a pedido a través de la calefacción para liberar un centro común de la DNA lineal, que se puede analizar fácilmente usando tecnologías establecidas tales como secuencia de la polimerización en cadena y de la DNA. De esta manera, la expresión de un gran número de marcadores de la proteína y su distribución en células se pueden medir sensible en una única prueba,” Sr. Sundah agregó.

Para facilitar el tramitación y la medición clínicos, el equipo de investigación ejecutó la tecnología del SELLO en una pequeña viruta microfluidic que está sobre mitad de la talla de una tarjeta de crédito. Los resultados de la prueba se podrían generar de pequeñas cantidades de muestras clínicas, y cada prueba se estima para costar US$36.

Prueba efectiva para la diagnosis del cáncer, subtyping, y agresividad de medición

Para validar el funcionamiento del SELLO, el equipo de investigación conducto un estudio clínico que implicaba a 69 enfermos de cáncer del pecho. Las biopsias de FNA cerco de cada paciente y eran analizadas usando SELLO. Para la comparación, el análisis oro-estándar de la patología fue realizado en los tejidos de la poste-cirugía para todos los pacientes.

El análisis del SELLO de las muestras de FNA demostró un de alto nivel de la exactitud del más de 94 por ciento para la diagnosis y subtyping del cáncer, haciéndolo igualmente exacto como análisis de la patología de tejidos quirúrgicos. Importantemente, sobre la base de su análisis completo del marcador de la proteína, el SELLO podía también determinar exacto agresividad de la enfermedad de las muestras escasas de la biopsia.

Pasos siguientes

Una patente provisional se ha archivado para el SELLO. El profesor Shao y sus personas de Asst está actualmente en discusiones con los socios de la industria para desarrollar y para comercializar más lejos esta tecnología. Se prevee que la tecnología alcance el mercado en el plazo de los cinco años próximos.

Moviéndose adelante, el equipo de investigación espera desplegar los usos del SELLO a otros tipos de cáncer, tales como cerebro, pulmón, y cáncer gástrico, así como valida la tecnología en otras muestras, tales como sangre y ascitis.

Source:
Journal reference:

Sundah, N.R. et al. (2019) Barcoded DNA nanostructures for the multiplexed profiling of subcellular protein distribution. Nature Biomedical Engineering. doi.org/10.1038/s41551-019-0417-0.