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A nova tecnologia diagnostica precisamente a doença da célula falciforme em um minuto

Os pesquisadores na Universidade do Colorado Boulder e no terreno médico de Anschutz da Universidade do Colorado desenvolveram uma maneira nova de diagnosticar doenças do sangue como a doença da célula falciforme com sensibilidade e precisão e em somente um minuto. Sua tecnologia é menor do que um quarto e exige somente uma gota pequena do sangue avaliar interacções, deficiência orgânica ou mutações da proteína.

A equipe publicou seu resultados o 15 de outubro no jornal pequeno.

“Em África, a doença da célula falciforme é a causa de morte em 5% das crianças sob 5 ano-velhos na falta do diagnóstico adiantado,” disse Angelo D'Alessandro, um co-autor do estudo e o professor adjunto nos departamentos da bioquímica e genética molecular e medicina, divisão da hematologia no CU Anschutz. “Esta desordem genética comum, risco de vida é a mais predominante em regiões deficientes do mundo onde a selecção e o diagnóstico recém-nascidos são raros.”

A doença da célula falciforme afecta a hemoglobina, a molécula em glóbulos vermelhos que entrega o oxigênio às pilhas durante todo o corpo. Em algumas áreas do mundo onde a malária é endémico, as variações da hemoglobina evoluíram que podem fazer com que os glóbulos vermelhos supor um crescente, ou foice, forma.

Quase todas as actividades da vida envolvem proteínas. Nós pensamos se nós poderíamos medir a mudança da estabilidade térmica da proteína, nós poderíamos detectar estas doenças que afectam a estabilidade da proteína.”

Xiaoyun Ding, co-autor do estudo, professor adjunto no Paul M. Rady Departamento da engenharia mecânica no CU Boulder

As proteínas têm uma solubilidade específica em uma temperatura específica. Quando um se liga a outro, ou quando a proteína está transformada, a solubilidade muda. Medindo a solubilidade em temperaturas diferentes, os pesquisadores podem dizer se a proteína se tem transformado.

Antes das revelações recentes, o co-autor Michael Stowell do estudo, um professor adjunto no departamento da biologia molecular, celular e desenvolvente (MCDB) no CU Boulder, e seus colegas usaram ensaios térmicos da SHIFT (TSAs) para avaliar a estabilidade da proteína sob circunstâncias de variação. Tais testes tomaram aproximadamente um dia à corrida. Agora, com a nova tecnologia, um ensaio térmico da SHIFT de Acousto (ATSA), podem fazer o mesmos mas mais rapidamente e com maior sensibilidade.

O ATSA utiliza ondas sadias da alto-amplitude, ou ultra-som, para aquecer uma amostra da proteína. A ferramenta mede então dados continuamente, gravando quanto da proteína se dissolveu em cada fracção da mudança nos graus Célsio.

“Nosso método é sete a 34 vezes mais sensível,” disse Ding. “O ATSA pode distinguir a proteína da célula falciforme da proteína normal, quando o método tradicional de TSA não puder.”

Um outro benefício do ATSA é redução de custo em termos do trabalho e do equipamento do ser humano.

“Os métodos tradicionais para o perfilamento térmico exigem o equipamento especializado tal como os calorímetros, as máquinas da reacção em cadeia da polimerase e os leitores da placa que exigem pelo menos alguma competência técnica se operar,” disseram a bola de Kerri, um co-autor do estudo novo e um pesquisador que trabalhe com o Stowell no CU Boulder. “Estes instrumentos não são igualmente muito portáteis, exigindo amostras ser transportado aos instrumentos para a análise.”

A bola disse que o ATSA exige somente uma fonte de energia, um microscópio e uma câmera tão simples quanto essa em seu telefone esperto. Porque a proteína é concentrada, não há igualmente nenhuma necessidade de aplicar uma tintura fluorescente como é exigido às vezes para destacar mudanças da proteína em um TSA tradicional.

Source:
Journal reference:

Ding, Y., et al. (2020) Protein Thermodynamic Stability: On‐Chip Acousto Thermal Shift Assay for Rapid and Sensitive Assessment of Protein Thermodynamic Stability (Small 41/2020). Small. doi.org/10.1002/smll.202070224.