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Los fragmentos de ADN pueden ayudar a diagnosticar una infección
El papel del colágeno en como herramienta de diagnóstico
Durante una parte importante de mi primer año de investigación, trabajé en los laboratorios en el Centro de Nanotecnología y Materiales Inteligentes (CeNTI) aquí en el norte de Portugal. Uno de los objetivos de mi proyecto de investigación es lograr el enriquecimiento de todos los tipos de bacterias presentes en una muestra. Esta tarea es lo que me propuse en CeNTI. La estrategia para lograr el enriquecimiento bacteriano implica el uso de una proteína llamada colágeno a la que se sabe que algunas bacterias se adhieren. Este enfoque también se está utilizando en otras partes de la red ViBrANT, como Juan, quien describió su trabajo en su reciente publicación.
¿Pero qué es el colágeno? ¿Y por qué es un bio-receptor preferido? El colágeno es la principal proteína estructural de la matriz extracelular (MEC) en el cuerpo humano y la proteína más abundante en los mamíferos. Los componentes de MEC, como el colágeno, son objetivos atractivos para la adherencia e invasión de diversas bacterias patógenas humanas.
Por lo tanto, debido a que los patógenos bacterianos se unen fácilmente al colágeno, la idea es recubrir nanopartículas magnéticas (MNPs) con colágeno y las bacterias presentes en una muestra de sangre infectada, por ejemplo, se unirán a este colágeno. ¡Al recuperar las bacterias de las MNPs, podremos capturar las bacterias de una muestra biológica en forma enriquecida! El enriquecimiento de muestras de ésta forma es útil porque mejora el diagnóstico e identificación de bacterias que causan la infección. Por lo tanto, este trabajo puede tener aplicaciones útiles en el diagnóstico de enfermedades infecciosas. Sin embargo, ¡esta es solo la primera parte del trabajo!
Ligandos para identificar bacterias
Como se mencionó anteriormente, el colágeno puede enriquecer muchas especies de bacterias en general. Para que una plataforma de diagnóstico sea exitosa, es necesario discriminar entre las diferentes especies de bacterias presentes en la muestra. Entonces, el propósito del colágeno en mi trabajo es el enriquecimiento del primer paso de la muestra. Esta muestra previamente enriquecida facilitará la identificación de bacterias específicas en una etapa posterior. Al igual que el colágeno, hay una gran cantidad de ligandos que se unen a los biorreceptores bacterianos. Moléculas biológicas o ligandos que pueden unirse a especies específicas de bacterias o incluso cepas específicas dentro de una especie. Esto es muy útil porque si un ligando puede reconocer un patógeno específico, puede usarse para identificar ese patógeno de la muestra de un paciente. Si el ligando en cantidad suficiente se utiliza en una plataforma de diagnóstico, es una estrategia innovadora para diagnosticar la enfermedad o la enfermedad que padece un paciente.
Una biomolécula que puede aplicarse como ligando con una gran especificidad, son los anticuerpos. Esto se debe a que los anticuerpos, por su propia naturaleza y función, se dirigen a patógenos específicos. Sin embargo, hoy en día se han utilizado o desarrollado muchos tipos de ligandos que muestran una alta especificidad para especies / cepas bacterianas. Por ejemplo, un fragmento de ADN monocatenario (ADNss) puede unirse a sitios de unión bacterianos con notable especificidad y sensibilidad. Estas moléculas de ADNss también se llaman aptámeros.
Actualmente estoy trabajando con las adhesinas de bacterias patógenas humanas como E. coli, que causan infecciones gastrointestinales y M. catarrhalis, que causa infecciones de las vías respiratorias superiores, por nombrar un par. Mi objetivo es encontrar formas de identificar estas adhesinas (y posteriormente los patógenos correspondientes) si están presentes en las muestras. Así que ahora estoy enfocado en descubrir aptámeros contra estas adhesinas. He desarrollado aptámeros que se une específicamente cada adhesina. Una vez que se desarrolla el aptámero, se puede recubrir sobre una superficie o un biosensor para la detección del patógeno y el posterior diagnóstico de la infección.
SELEX
Pero todo esto plantea la pregunta … ¿Cómo desarrollo un aptámero específico para las adhesinas con las que estoy trabajando? Para esto, utilizaré un proceso en el laboratorio llamado Evolución sistemática de ligandos por enriquecimiento exponencial o SELEX, para abreviar. Usando SELEX, los aptámeros pueden dirigirse prácticamente contra cualquier objetivo, incluidas las adhesinas bacterianas. Actualmente estoy seleccionando aptámeros de SELEX para adhesinas bacterianas que ya disponibles en el Laboratorio de Bioprocesos y Bioproductos Sostenibles en la Universidad de Minho, donde realizaré esta parte de mi investigación.
Como la Navidad se acerca, te dejo con algunas imágenes de las alegres luces navideñas aquí en la ciudad de Braga. ¡Y les deseo a todos una Feliz Navidad!
