Scienza

Rilevamento dell'RNA portatile in 20 minuti

Rilevamento dell'RNA portatile in 20 minuti

Un nuovo chip microfluidico senza alimentazione sviluppato dai ricercatori del RIKEN Advanced Science Institute (ASI) consente il rilevamento di microRNA da un volume di campione estremamente ridotto in soli 20 minuti. Riducendo drasticamente il tempo e la quantità di campione necessari per il rilevamento, il chip getta le basi per la diagnosi point-of-care in una fase iniziale di malattie come il cancro e l'Alzheimer.

MicroRNA (miRNA) sono piccole molecole di RNA non codificanti che regolano l'espressione genica in un'ampia gamma di processi biologici tra cui sviluppo, proliferazione cellulare, differenziazione e morte cellulare (apoptosi). La concentrazione di alcuni miRNA nei fluidi corporei aumenta con la progressione di malattie come il cancro e l'Alzheimer, generando la speranza che questi brevi RNA possano essere la chiave per una diagnosi più rapida e accurata. Le tecniche attualmente disponibili per la rilevazione di miRNA sensibili, tuttavia, richiedono giorni per giungere a una diagnosi e coinvolgono apparecchiature gestite solo da personale addestrato, rendendole poco pratiche per l'uso in molte situazioni.

Il team di ricerca si è proposto di superare questi ostacoli sviluppando un dispositivo che consente un utilizzo rapido e di facile utilizzo point-of-care (POC) diagnosi solo da un campione molto piccolo. In una ricerca precedente, il team ha sviluppato un dispositivo sotto forma di microchip che utilizza polidimetilsilossano (PDMS), un composto siliconico noto per le sue proprietà di assorbimento dell'aria, per trascinare i reagenti in una sonda di cattura per l'analisi. Questa tecnica di pompaggio ha semplificato la progettazione eliminando la necessità di fonti di alimentazione esterne, ma il dispositivo richiedeva una quantità di campione troppo grande per le applicazioni pratiche.

[caption id = "attachment_1206" align = "aligncenter" width = "648"] Nuovo microchip di rilevamento dell'RNA privo di alimentazione. A sinistra: microchip fabbricato. A destra: design microcanali. [Fonte immagine:Medgadget] [/ caption] Il nuovo dispositivo utilizza anche il PDMS come pompa d'aria, ma migliora drasticamente la sensibilità del metodo attraverso un metodo di amplificazione del segnale chiamato amplificazione dendritica assistita da flusso laminare (LFDA). Innanzitutto, i frammenti di DNA che si legano a specifiche sequenze di miRNA vengono fissati su una superficie di vetro insieme al campione di miRNA da analizzare e quindi inseriti sotto uno strato di PDMS con canali al suo interno (Figura 1). Svuotato dell'aria sotto vuoto, lo strato PDMS induce un effetto pompa che trascina i reagenti di amplificazione, inseriti agli ingressi del canale, nei canali ea contatto con il miRNA, creando strutture dendritiche marcate in fluorescenza che crescono nel tempo e possono essere rilevate rapidamente .

La sensibilità di questa tecnica riduce drasticamente la quantità di campione necessaria per la diagnosi a 0,25 attomoli (10-18 mole), un miglioramento mille volte rispetto al modello precedente del team. Insieme al suo tempo di rilevamento di solo 20 minuti, queste proprietà rendono il dispositivo autoalimentato ideale per l'uso in ambienti poveri di risorse, promettendo diagnosi point-of-care portatili per milioni nei paesi in via di sviluppo e in tutto il mondo.

Guarda il video: Controllo dellespressione genica (Ottobre 2020).