Los microARN son moléculas cortas de ARN que ayudan a regular los genes que funcionan en el organismo. Dado que las alteraciones en los niveles de microARN están relacionadas con numerosas patologías, los científicos los han estado estudiando como posibles biomarcadores de afecciones como enfermedades cardiovasculares, cáncer, trastornos neurodegenerativos y …
Los microARN son moléculas cortas de ARN que ayudan a regular los genes que funcionan en el organismo. Dado que las alteraciones en los niveles de microARN están relacionadas con numerosas patologías, los científicos los han estado estudiando como posibles biomarcadores de afecciones como enfermedades cardiovasculares, cáncer, trastornos neurodegenerativos y enfermedades metabólicas.
Ahora, detectar de forma rápida y precisa cantidades ínfimas de estas moléculas que actúan como diminutos marcadores genéticos vinculados a enfermedades como las cardiopatías, podría haberse convertido en realidad gracias al trabajo de unos científicos de la Universidad Tecnológica Nanyang (NTU) de Singapur que han demostrado que con una minúscula gota de sangre introducida en un chip se puede puede detectar en un breve espacio de tiempo múltiples biomarcadores de microARN gracias a su función de imagen con IA integrada.
En la revista científica ‘Advanced Materials’, se explica cómo la nueva plataforma de biodetección combina un chip nanofotónico especialmente diseñado con un análisis de imágenes automatizado mediante inteligencia artificial.
«Nuestras pruebas exitosas con células de cáncer de pulmón demuestran que, con las sondas adecuadas dirigidas a diferentes biomarcadores, esta tecnología podría adaptarse potencialmente para muchos otros tipos de cáncer y enfermedades, incluidas las enfermedades cardiovasculares y virales», explicó la profesora asociada de la NTU, Chen Yu-Cheng , quien dirigió el estudio en la Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica.
El prototipo compacto incluye una cámara a color capaz de capturar imágenes del chip nanofotónico y una aplicación para teléfonos móviles diseñada para analizar imágenes en busca de microARN mediante algoritmos de IA y proporcionar resultados rápidos.
Los diminutos microARN, estrechamente relacionados, pueden compartir secuencias similares, lo que dificulta distinguirlos. Para superar este problema, el equipo de la NTU diseñó una nanocavidad, una diminuta estructura que atrapa la luz, cientos de veces más pequeña que el grosor de un cabello humano. En concreto, afirmaron que la plataforma podía detectar microARN en concentraciones extremadamente bajas, incluso a partir de unas pocas moléculas en una muestra, y que logró una precisión superior al 99 por ciento en la identificación de sus objetivos en diferentes canales de prueba.
«Nuestro objetivo era crear una plataforma capaz de medir directamente múltiples microARN con una sensibilidad muy alta y un alto rendimiento. Al combinar la mejora de la señal nanofotónica con el análisis de imágenes basado en IA, pudimos detectar cantidades ínfimas de moléculas de ARN en miles de nanocavidades en cuestión de minutos», destacó El primer autor del estudio, Bowen Fu , estudiante de doctorado del Instituto de Análisis y Ciencia Molecular Digital (IDMxS) de la NTU.
Este prototipo de plataforma capaz de detectar con precisión múltiples microARN podría tener enormes aplicaciones clínicas, como la detección precoz del cáncer, la estratificación del riesgo en pacientes y el seguimiento de la respuesta al tratamiento o la recurrencia de la enfermedad. Dicha tecnología podría facilitar, además, una toma de decisiones clínicas más accesible y precisa en oncología y en diversas enfermedades.