Ilustración esquemática del principio NANa para capturar estocásticamente y detectar digitalmente proteínas individuales. CRÉDITO Yan Xu, Universidad Metropolitana de Osaka
Nota del editor: Si se encuentra en una misión a largo plazo o en un equipo externo en otro mundo, es posible que desee que su tricorder pueda realizar algunos análisis rápidos de proteínas: para la salud de la tripulación, caracterizar la función del sistema de soporte vital y / o realizar encuestas de muestras. Recolectar durante las salidas a la superficie durante las misiones del Equipo Visitante.
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En el mundo en evolución de la medicina de precisión, la necesidad de métodos que puedan medir biomoléculas con precisión y especificidad supremas es primordial. Reconociendo esto, el profesor asociado Yan Xu de la Escuela de Graduados de Ingeniería de la Universidad Metropolitana de Osaka y su equipo de investigación internacional han dado un gran paso en esta dirección. Han desarrollado un innovador dispositivo de nanofluidos capaz de capturar proteínas individuales de forma estocástica y detectarlas digitalmente en sus concentraciones naturalmente altas. Este avance podría potencialmente sentar las bases para el futuro de la prevención y el tratamiento personalizado de enfermedades.
La medicina de precisión tiene como objetivo adaptar las estrategias de prevención y tratamiento en función de los datos genéticos individuales, los factores ambientales, el estilo de vida y otros determinantes. Una parte integral de esto es la medición precisa de biomoléculas, como genes y proteínas, dentro de células individuales. Sin embargo, hasta ahora, no ha habido herramientas capaces de manejar simultáneamente el minúsculo volumen del contenido de una sola célula, generalmente del orden de picolitros (10-12 L), y cuantificar biomoléculas en entornos celulares de alta concentración.
Imagen ilustrativa de NANa CRÉDITO Yan Xu, Universidad Metropolitana de Osaka
El dispositivo, llamado Nanofluidic Aptamer Nanoarray (o NANa para abreviar), es un chip basado en nanocanales diseñado para el ensayo digital de moléculas individuales en una muestra con un volumen ultrapequeño equivalente al de una sola célula. Usando anticuerpos sintéticos conocidos como aptámeros, NANa puede capturar estocásticamente y detectar digitalmente moléculas individuales de proteínas objetivo incluso dentro de muestras de alta concentración. Estos aptámeros, que se unen a moléculas específicas, están densamente dispuestos dentro de los nanocanales del dispositivo.
De cara al futuro, los investigadores planean realizar demostraciones prácticas con muestras de células reales, digitalizar los datos de medición obtenidos y explorar el potencial de integrar la tecnología de reconocimiento de imágenes basada en IA y los macrodatos biológicos. «Los seres humanos son organismos complejos que consisten en una gran cantidad de células», explicó el profesor Xu. «Esperamos que NANa, que digitaliza información sobre la cantidad de biomoléculas en células individuales, sirva como puente entre las ciencias biológicas y las ciencias de la información, allanando el camino para la medicina de precisión en el futuro».
La Universidad Metropolitana de Osaka es una nueva universidad pública establecida en abril de 2022, formada por la fusión entre la Universidad de la Ciudad de Osaka y la Universidad de la Prefectura de Osaka.
Nanomatriz de aptámeros de nanofluidos para permitir la captura estocástica de proteínas individuales en concentraciones normales, pequeñas
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