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Improving DNA Analysis for Correct Healthcare

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Facilitación de la secuenciación del ADN

No cabe duda de que la secuenciación del ADN ha revolucionado el campo de la genética, pero sigue siendo difícil secuenciar por completo muchas regiones genómicas de importancia en medicina, agricultura y otros campos. Un proyecto financiado con fondos europeos ha desarrollado una tecnología patentada que supera muchas de las dificultades.

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La secuenciación del ADN de Sanger, desarrollada en 1977, simula el proceso natural de síntesis del ADN para leer las secuencias de todas sus pequeñas regiones. En los últimos diez años, han aparecido tecnologías superrápidas, denominadas en conjunto secuenciación de nueva generación (NGS, por sus siglas en inglés), que permiten secuenciar múltiples fragmentos de ADN a mayores velocidades y por un coste mucho menor. Básicamente, la NGS es similar a llevar a cabo múltiples reacciones pequeñas de secuenciación de Sanger en paralelo. A pesar de estos avances, sigue siendo difícil secuenciar de manera significativa muchas regiones genómicas con relevancia médica y agrícola.

La microfluídica en el análisis genómico

La iniciativa financiada con fondos europeos IMPACT tenía por objeto superar desafíos clave relacionados con los flujos de trabajo de la genómica. «Nuestro objetivo era posibilitar el análisis de regiones genómicas que son inaccesibles con otras tecnologías», explica Marie Just Mikkelsen, directora técnica y cofundadora de Samplix. El equipo de IMPACT desarrolló un método basado en la microfluídica (Xdrop®) que puede encapsular material biológico, como el ADN, en nanogotas de emulsión doble altamente estables para el análisis genómico posterior. El flujo de trabajo empieza con la captación de moléculas de ADN en nanogotas y, a continuación, la secuencia de detección relacionada con la región de interés se amplifica mediante el uso de reacción en cadena de la polimerasa en nanogotas (PCR en nanogotas). La secuencia amplificada posee una señal fluorescente que facilita la clasificación de las nanogotas con la diana deseada, la cual se enriquece después mediante amplificación por desplazamiento múltiple de nanogotas (dMDA, por sus siglas en inglés). Xdrop® ayuda en el análisis de muestras con baja concentración de ADN y ofrece un material adecuado para la lectura de secuencias cortas y largas. Cabe destacar que puede captar regiones de ADN largas, lo cual facilita la identificación e investigación de inserciones, deleciones, repeticiones y huecos en la región genómica de interés. Esto tiene una especial relevancia para las regiones genómicas implicadas en enfermedades. Además, puede obtener moléculas individuales de ADN de una cantidad minúscula de muestra biológica, como las biopsias de tumores.

Aplicaciones y perspectivas de IMPACT

«Comprender las necesidades de los usuarios es de suma importancia en el desarrollo de nuevas tecnologías», destaca Mikkelsen. Los socios de IMPACT invirtieron tiempo y esfuerzos en la interacción con los usuarios, mediante visitas a las instalaciones de estos para obtener valiosos puntos de vista que llevaron a la optimización de Xdrop® para distintas aplicaciones. La tecnología se ha utilizado satisfactoriamente en proyectos de edición del genoma, en los que ha demostrado su capacidad para identificar modificaciones genómicas, así como ediciones no deseadas. Además, se han obtenido resultados interesantes en proyectos que utilizan Xdrop® para estudiar genes de cáncer y grupos de genes biosintéticos en el genoma de la cebada. La tecnología también resulta adecuada para determinar regiones genómicas desconocidas en plantas y animales. «En general, Xdrop® ha mostrado una versatilidad significativa y se espera que tenga una repercusión duradera en los campos de la genómica y la biología celular», concluye Mikkelsen. El instrumento tiene capacidad para encapsular moléculas individuales, orgánulos o células en nanogotas de emulsiones dobles o simples, lo cual abre nuevas posibilidades para su análisis posterior. Los esfuerzos actuales se centran en desarrollar servicios adicionales basados en Xdrop® y en respaldar a los usuarios que están investigando nuevas aplicaciones. El equipo trabaja asimismo en nuevas posibilidades para seguir mejorando el flujo de trabajo sin perder la naturaleza de fácil uso de la tecnología.

Palabras clave

IMPACT, Xdrop®, secuenciación del ADN, microfluídica, análisis genómico, sanidad, reacción en cadena de la polimerasa en nanogotas, amplificación por desplazamiento múltiple de nanogotas

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