Nuevo método usa vesículas extracelulares para detectar mutaciones del cáncer más rápido
Un enfoque rápido y eficiente para detectar mutaciones de cáncer usando EVs.
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Tabla de contenidos
- Cómo Funcionan las Vesículas Extracelulares
- Métodos Actuales para Analizar las EVs
- Impacto del COVID-19 en el Cuidado del Cáncer
- Un Enfoque Más Rápido para Detectar Mutaciones de Cáncer
- El Procedimiento para la Detección de Mutaciones
- Ventajas del Nuevo Método
- Pruebas en Pacientes Reales
- Direcciones Futuras
- Conclusión
- Fuente original
Investigaciones recientes han mostrado que partículas diminutas llamadas vesículas extracelulares (EVs) pueden jugar un papel importante en entender y diagnosticar el cáncer. Estas EVs pueden llevar información clave sobre tumores, haciéndolas útiles para la detección temprana del cáncer, monitorear qué tan bien están funcionando los tratamientos y predecir los resultados en los pacientes.
Cómo Funcionan las Vesículas Extracelulares
Las EVs son paquetes pequeños que las células sueltan en el torrente sanguíneo. Pueden contener proteínas, lípidos y fragmentos de material genético. Al analizar estos componentes, los científicos pueden recoger pistas sobre lo que está pasando en el cuerpo de una persona, especialmente con el cáncer. El análisis de las EVs puede ofrecer información sobre el tipo de cáncer que puede tener un paciente y cómo está respondiendo al tratamiento.
Métodos Actuales para Analizar las EVs
Actualmente hay dos enfoques principales para analizar las EVs en Diagnósticos de cáncer.
Análisis en Chip
Un método se llama análisis en chip. En este proceso, se recogen las EVs en superficies que permiten a los científicos observar proteínas específicas en sus membranas. Este método es sencillo, pero solo permite analizar las proteínas de superficie, lo que significa que puede perder otra información importante que se encuentre dentro de las EVs.
Aislamiento de EVs
El otro método implica aislar las EVs y extraer el material que llevan dentro, lo que podría proporcionar información más rica. Sin embargo, este método es más complejo y requiere varios pasos para extraer y purificar el material genético o las proteínas. Esto puede llevar tiempo y podría retrasar diagnósticos rápidos.
Impacto del COVID-19 en el Cuidado del Cáncer
La pandemia de COVID-19 causó serios desafíos en el cuidado del cáncer. A medida que los hospitales limitaron las visitas para reducir riesgos de infección, los pacientes enfrentaron retrasos en diagnósticos y tratamientos. Aquellos que recibían terapias dirigidas a Mutaciones sintieron especialmente el impacto. Monitorear regularmente su condición se volvió más difícil, complicando el ajuste de medicamentos a tiempo. Además, las pruebas genéticas para el cáncer se retrasaron debido a la abrumadora demanda de pruebas de COVID-19, que dependen de tecnología similar.
Un Enfoque Más Rápido para Detectar Mutaciones de Cáncer
Para enfrentar estos desafíos, los investigadores desarrollaron un nuevo método para detectar mutaciones de ADN relacionadas con el cáncer sin necesitar procedimientos complejos como PCR o secuenciación de última generación. Este nuevo enfoque puede proporcionar resultados en solo 30 minutos utilizando EVs derivados de tumores.
En este método, las EVs en la sangre de un paciente se capturan usando anticuerpos específicos adheridos a superficies. Luego, estas EVs se combinan con Liposomas (burbujas diminutas) que contienen una herramienta especial de CRISPR, que puede identificar y atacar mutaciones en el ADN. Cuando esta herramienta de CRISPR interactúa con el ADN dentro de las EVs, activa un proceso que produce una señal fluorescente, indicando la presencia de mutaciones.
El Procedimiento para la Detección de Mutaciones
Preparación de Liposomas: Primero, los investigadores preparan burbujas diminutas llamadas liposomas que pueden llevar las herramientas de CRISPR necesarias para detectar mutaciones. Estos liposomas están hechos de lípidos específicos y tienen un tamaño similar al de las EVs.
Cultivo Celular y Aislamiento de EVs: Los investigadores cultivan células cancerosas en un laboratorio y recolectan las EVs que liberan. Luego procesan estas muestras para aislar las EVs para el análisis.
Observación de EVs y Liposomas: Los investigadores miden el tamaño de los liposomas y las EVs usando una técnica llamada medición de Nanosight. También verifican la carga de las partículas para asegurarse de que se fusionen correctamente.
Prueba de Mutaciones: La prueba principal implica incubar las EVs capturadas con los liposomas que contienen las herramientas de CRISPR. Si hay mutaciones presentes, desencadenarán una respuesta que resulta en una señal fluorescente detectable.
Análisis de Resultados: Finalmente, los investigadores utilizan un lector de microplacas estándar para medir la fluorescencia. Una señal más alta indica la presencia de una mutación específica.
Ventajas del Nuevo Método
Este nuevo método para detectar mutaciones de cáncer tiene varias ventajas:
- Rapidez: Puede entregar resultados en solo 30 minutos, lo que es significativamente más rápido que los métodos tradicionales que pueden tardar horas o incluso días.
- Simplicidad: La prueba no requiere un manejo complicado de muestras ni equipos especiales, haciéndola más fácil de realizar en diferentes entornos.
- Precisión: La sensibilidad y fiabilidad de esta prueba son comparables a los métodos tradicionales, brindando confianza en los resultados.
Pruebas en Pacientes Reales
Los investigadores también probaron este método en muestras de sangre de pacientes con cáncer de pulmón en estado avanzado. Encontraron que el método detectó mutaciones con un alto grado de precisión. Esto sugiere que el nuevo ensayo podría convertirse en una herramienta importante en el cuidado del cáncer.
Direcciones Futuras
Este método innovador abre varias posibilidades para un desarrollo adicional. Los investigadores esperan crear un enfoque de múltiples objetivos que pueda identificar múltiples mutaciones a la vez. Esto permitiría un monitoreo más exhaustivo de los pacientes con cáncer. Además, hay potencial para desarrollar dispositivos fáciles de usar para pruebas rápidas en clínicas o incluso en casa.
Conclusión
Este nuevo enfoque de usar vesículas extracelulares para la detección de mutaciones de cáncer representa un paso importante en los diagnósticos del cáncer. Al hacerlo más rápido, eficiente y fácil de usar, tiene el potencial de mejorar la atención y los resultados en los pacientes, especialmente para aquellos que están recibiendo tratamiento por condiciones complejas como el cáncer.
Título: Rapid in situ mutation detection in extracellular vesicle-DNA
Resumen: A PCR- and sequencing-free mutation detection assay facilitates cancer diagnosis and reduces over-reliance on specialized equipment. This benefit was highlighted during the pandemic when high demand for viral nucleic acid testing often sidelined mutation analysis. This shift led to substantial challenges for patients on targeted therapy in tracking mutations. Here, we report a 30-minute DNA mutation detection technique using Cas12a-loaded liposomes in a microplate reader, a fundamental laboratory tool. CRISPR-Cas12a complex and fluorescence-quenching (FQ) probes are introduced into tumor-derived extracellular vesicles (EV) through membrane fusion. When CRISPR-RNA hybridizes with the DNA target, activated Cas12a can trans-cleave FQ probes, resulting in fluorescence signals for the quantification of DNA mutation. Future advancements in multiplex and high-throughput mutation detection using this assay will streamline self-diagnosis and treatment monitoring at home.
Autores: Yuan Wan, M. M. Rahman, L. Wang, Y. Chen, W. Zhang, J. Wang, L. Lee
Última actualización: 2024-02-29 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.26.582068
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.26.582068.full.pdf
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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