{"id":10784,"date":"2020-08-28T08:17:54","date_gmt":"2020-08-28T07:17:54","guid":{"rendered":"https:\/\/osalde.org\/?p=10784"},"modified":"2020-08-28T08:17:54","modified_gmt":"2020-08-28T07:17:54","slug":"los-chips-de-diagnostico-basados-%e2%80%8b%e2%80%8ben-crispr-realizan-miles-de-pruebas-simultaneamente-para-detectar-virus","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/osalde.org\/eu\/los-chips-de-diagnostico-basados-%e2%80%8b%e2%80%8ben-crispr-realizan-miles-de-pruebas-simultaneamente-para-detectar-virus\/","title":{"rendered":"Los chips de diagn\u00f3stico basados \u200b\u200ben CRISPR realizan miles de pruebas simult\u00e1neamente para detectar virus"},"content":{"rendered":"

Fuente: <\/strong>MIT News<\/a>\u00a0(The MIT community is driven by a shared purpose: to make a better world through\u00a0education<\/a>,\u00a0research<\/a>, and\u00a0innovation<\/a>. We are fun and quirky, elite but not elitist, inventive and artistic, obsessed with numbers, and welcoming to talented people\u00a0regardless of where they come from.)<\/p>\n

La plataforma de diagn\u00f3stico CARMEN combina microfluidos con la tecnolog\u00eda de detecci\u00f3n SHERLOCK basada en CRISPR, y alg\u00fan d\u00eda podr\u00eda usarse para esfuerzos de salud p\u00fablica.<\/h3>\n

Los investigadores han desarrollado una nueva tecnolog\u00eda que escala de manera flexible los diagn\u00f3sticos moleculares basados \u200b\u200ben CRISPR, utilizando chips de microfluidos que pueden ejecutar miles de pruebas simult\u00e1neamente.\u00a0<\/span>La capacidad de un solo chip var\u00eda desde detectar un solo tipo de virus en m\u00e1s de 1,000 muestras a la vez hasta buscar en una peque\u00f1a cantidad de muestras m\u00e1s de 160 virus diferentes, incluido el virus Covid-19.<\/span><\/p>\n

Esta tecnolog\u00eda, denominada Panel de reacciones combinatorias para la evaluaci\u00f3n multiple de \u00e1cidos nucleicos (CARMEN: Combinatorial Arrayed Reactions for Multiplexed Evaluation of Nucleic acids),<\/strong> validada en muestras de pacientes, proporciona resultados el mismo d\u00eda y alg\u00fan d\u00eda podr\u00eda aprovecharse para amplios esfuerzos de salud p\u00fablica.<\/span><\/p>\n

El trabajo aparece en\u00a0<\/span>Nature<\/span><\/em><\/a>\u00a0, dirigido por los primeros coautores\u00a0<\/span>Cheri Ackerman<\/span><\/a>\u00a0y\u00a0<\/span>Cameron Myhrvold<\/span><\/a>\u00a0, ambos becarios postdoctorales en el Broad Institute of MIT y Harvard.\u00a0<\/span>Paul Blainey<\/span><\/a>\u00a0, miembro principal del Broad Institute y profesor asociado en el Departamento de Ingenier\u00eda Biol\u00f3gica del MIT, y\u00a0<\/span>Pardis Sabeti<\/span><\/a>\u00a0, miembro del instituto de Broad, profesor de la Universidad de Harvard e investigador del Instituto M\u00e9dico Howard Hughes, son coautores principales.<\/span><\/p>\n

\u201cLa pandemia actual ha subrayado que las herramientas r\u00e1pidas y sensibles son fundamentales para diagnosticar, vigilar y caracterizar una infecci\u00f3n dentro de una poblaci\u00f3n\u201d, dijo Sabeti.\u00a0\u201cSe necesitan con urgencia diagn\u00f3sticos innovadores que se puedan aplicar ampliamente en las comunidades\u201d.<\/span><\/p><\/blockquote>\n

\u201cLos diagn\u00f3sticos basados \u200b\u200ben CRISPR<\/strong> son una herramienta atractiva por su capacidad de programaci\u00f3n, sensibilidad y facilidad de uso\u201d, dijo Myhrvold.\u00a0\u201cAhora, con una forma de ampliar estos diagn\u00f3sticos, podemos explorar su potencial para enfoques integrales; por ejemplo, permitir que los m\u00e9dicos vean si los pacientes albergan m\u00faltiples infecciones, descartar un panel completo de enfermedades muy r\u00e1pidamente o probar un gran poblaci\u00f3n de pacientes por una infecci\u00f3n grave<\/strong> “.<\/span><\/p>\n

Miniaturizaci\u00f3n de diagn\u00f3sticos CRISPR<\/span><\/strong><\/h3>\n

Para construir una plataforma de prueba con esta capacidad, el equipo recurri\u00f3 a los microfluidos, adaptando y mejorando la tecnolog\u00eda\u00a0<\/span>desarrollada en 2018<\/span><\/a>\u00a0por el laboratorio de Blainey.\u00a0Los investigadores crearon chips de goma, un poco m\u00e1s grandes que un tel\u00e9fono inteligente, con decenas de miles de “micropocillos”, peque\u00f1os compartimentos dise\u00f1ados para contener un par de gotas del tama\u00f1o de un nanolitro.\u00a0Una gota contiene material gen\u00e9tico viral de una muestra y la otra contiene reactivos de detecci\u00f3n de virus.<\/span><\/p>\n

\u201cLos chips de micropocillos est\u00e1n hechos como un sello, es goma vertida sobre un molde\u201d, explic\u00f3 Ackerman.\u00a0“Podemos replicar y compartir f\u00e1cilmente esta tecnolog\u00eda con colaboradores”.<\/span><\/p>\n

El enfoque de detecci\u00f3n utilizado en los chips est\u00e1 adaptado del SHERLOCK de diagn\u00f3stico basado en CRISPR,\u00a0<\/span>descrito por primera vez en 2017<\/span><\/a>\u00a0y desarrollado por un equipo de cient\u00edficos del Broad Institute, el McGovern Institute for Brain Research en MIT, el Institute for Medical Engineering & Science en MIT y el Instituto Wyss de Ingenier\u00eda de Inspiraci\u00f3n Biol\u00f3gica de la Universidad de Harvard.<\/span><\/p>\n

Para utilizar la plataforma CARMEN, los investigadores primero extraen el ARN viral de las muestras y hacen copias de este material gen\u00e9tico, de manera similar al proceso de preparaci\u00f3n para los diagn\u00f3sticos RT-qPCR que se utilizan actualmente para los casos sospechosos de COVID-19.\u00a0Luego, los investigadores agregan un tinte de color fluorescente \u00fanico a cada muestra preparada y dividen la mezcla en peque\u00f1as gotas.<\/span><\/p>\n

Las mezclas de detecci\u00f3n, por otro lado, contienen la prote\u00edna CRISPR\u00a0<\/span>Cas13<\/span><\/a>\u00a0, un ARN gu\u00eda que busca una secuencia viral espec\u00edfica y mol\u00e9culas para informar los resultados.\u00a0Estas mezclas tambi\u00e9n est\u00e1n codificadas por colores y separadas en gotitas.<\/span><\/p>\n

A continuaci\u00f3n, se agrupan miles de gotas de las muestras y las mezclas de detecci\u00f3n y se cargan en un chip en un solo paso de pipeteo.\u00a0Cada micropocillo del chip atrapa dos gotas.\u00a0Cuando una gota de detecci\u00f3n encuentra su objetivo, una secuencia gen\u00e9tica viral espec\u00edfica, en una gota de muestra en el mismo micropocillo, un microscopio de fluorescencia produce y detecta una se\u00f1al.\u00a0El protocolo completo, desde la extracci\u00f3n de ARN hasta los resultados, toma menos de ocho horas.<\/span><\/p>\n

\u201cUnir estas dos tecnolog\u00edas en una sola plataforma nos brinda nuevas y emocionantes capacidades para investigar cuestiones cl\u00ednicas y epidemiol\u00f3gicas\u201d, dijo el coautor Gowtham Thakku, estudiante graduado del MIT en el Programa de Microbioma y Enfermedades Infecciosas de Broad.<\/span><\/p>\n

CARMEN permite m\u00e1s de 4.500 pruebas en un solo chip de microfluidos,<\/strong> que puede aplicarse a muestras de pacientes de diversas formas utilizando los c\u00f3digos fluorescentes disponibles.\u00a0Por ejemplo, un solo chip podr\u00eda analizar simult\u00e1neamente 1.048 muestras para un solo virus, o cinco muestras para 169 virus.<\/strong>\u00a0La capacidad se puede ampliar f\u00e1cilmente a\u00f1adiendo m\u00e1s chips: “Normalmente ejecutamos cuatro o cinco chips en un solo d\u00eda”, se\u00f1al\u00f3 Ackerman.<\/span><\/p>\n

Capacidades de multiplexaci\u00f3n<\/span><\/strong><\/h3>\n

Para mostrar las capacidades de diagn\u00f3stico m\u00faltiple de la plataforma, el equipo desarroll\u00f3 una estrategia para probar r\u00e1pidamente docenas de muestras para los 169 virus asociados con humanos que tienen m\u00e1s de 10 secuencias gen\u00f3micas publicadas.\u00a0Los investigadores probaron este panel de detecci\u00f3n contra 58 muestras de pacientes, utilizando varios chips.\u00a0Adem\u00e1s, aplicaron CARMEN en muestras de pacientes para diferenciar los subtipos de cepas de influenza A y detectar mutaciones de resistencia a los medicamentos en el VIH.<\/span><\/p>\n

El equipo tambi\u00e9n incorpor\u00f3 mezclas de detecci\u00f3n para SARS-CoV-2, el virus que causa Covid-19, y otros pat\u00f3genos respiratorios para demostrar, utilizando secuencias virales sint\u00e9ticas, c\u00f3mo el ensayo se puede adaptar r\u00e1pidamente para detectar virus emergentes.<\/span><\/p>\n

\u201cCARMEN ofrece un rendimiento y una flexibilidad impresionantes en las pruebas de diagn\u00f3stico\u201d, dijo la coautora\u00a0<\/span>Catherine Freije<\/span><\/a>\u00a0, estudiante de posgrado de Harvard en el laboratorio Sabeti.<\/span><\/p>\n

Los investigadores informan que la sensibilidad de la plataforma es comparable a los ensayos SHERLOCK publicados anteriormente, y contin\u00faan mejorando y validando CARMEN utilizando muestras cl\u00ednicas adicionales.\u00a0Junto con los datos de pruebas exitosos de muestras de pacientes descritos en\u00a0<\/span>Nature<\/span><\/em>\u00a0hoy, este enfoque podr\u00eda traducirse f\u00e1cilmente en la cl\u00ednica, seg\u00fan el equipo.<\/span><\/p>\n

“Este enfoque miniaturizado de diagn\u00f3stico es eficiente en el uso de recursos y f\u00e1cil de implementar”, dijo Blainey.\u00a0\u201cLas nuevas herramientas requieren creatividad e innovaci\u00f3n, y con estos avances en qu\u00edmica y microfluidos, estamos entusiasmados con el potencial de CARMEN mientras la comunidad trabaja para combatir tanto el COVID-19 como las futuras amenazas de enfermedades infecciosas\u201d.<\/span><\/p>\n

El apoyo para este estudio fue proporcionado en parte por Howard Hughes Medical Institute, el Koch Institute for Integrative Cancer-Harvard Cancer Center Research Bridge Project, un MIT Deshpande Center Innovation Award, el Merkin Institute for Transformative Technologies in Healthcare, un Burroughs Wellcome Fund CASI Award , la subvenci\u00f3n D18AC00006 de la Agencia de Proyectos de Investigaci\u00f3n Avanzada de Defensa (DARPA) y el NIH (F32CA236425).<\/span><\/em><\/p>\n

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Fuente: MIT News\u00a0(The MIT community is driven by a shared purpose: to make a better world through\u00a0education,\u00a0research, and\u00a0innovation. We are fun and quirky, elite but not elitist, inventive and artistic, obsessed with numbers, and welcoming to talented people\u00a0regardless of where they come from.)<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":10785,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"inline_featured_image":false,"footnotes":""},"categories":[1287,1284,104,812],"tags":[],"class_list":["post-10784","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-1287","category-ano","category-entrada-del-blog","category-investigacion"],"translation":{"provider":"WPGlobus","version":"3.0.2","language":"eu","enabled_languages":["es","eu"],"languages":{"es":{"title":true,"content":true,"excerpt":false},"eu":{"title":false,"content":false,"excerpt":false}}},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/osalde.org\/eu\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10784","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/osalde.org\/eu\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/osalde.org\/eu\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/osalde.org\/eu\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/osalde.org\/eu\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=10784"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/osalde.org\/eu\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10784\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":10786,"href":"https:\/\/osalde.org\/eu\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10784\/revisions\/10786"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/osalde.org\/eu\/wp-json\/wp\/v2\/media\/10785"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/osalde.org\/eu\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=10784"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/osalde.org\/eu\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=10784"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/osalde.org\/eu\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=10784"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}