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Un grupo de investigación del Departamento de Química Analítica y Análisis Instrumental de la Universidad Autónoma de Madrid ha trabajado en el desarrollo de un método basado en el empleo de un compuesto derivado de rutenio (Ru) y nanopartículas de oro para la detección de secuencias de ADN determinadas y la presencia de desapareamientos en dichas secuencias.
Dentro de los métodos de hibridación (unión de dos hebras complementarias de ADN) empleados para detectar secuencias de ADN y posibles mutaciones en el mismo, los biosensores (instrumento para la medición de parámetros biológicos) de ADN presentan ventajas frente a otros métodos como la PCR. Una de las ventajas de estos biosensores es que permiten desarrollar dispositivos portátiles simples. Además, el acoplamiento entre estos biosensores de ADN y las técnicas de amplificación por PCR pueden proporcionar una gran sensibilidad (capacidad para detectar concentraciones más pequeñas) para la detección de secuencias de ácidos nucleicos (ADN y ARN).
En el trabajo llevado a cabo por Tania García del grupo de investigación dirigido por la doctora Encarnación Lorenzo en el Departamento de Química Analítica y Análisis Instrumental de la UAM y publicado en la revista Biosensors & Bioelectronics, se ha tratado de mejorar la técnica para detectar secuencias y posibles mutaciones en el ADN. Para ello, el antiguo método, basado en el empleo de un compuesto de rutenio, se ha completado con el uso de superficies nanoestructuradas. Estas superficies han sido fabricadas con nanopartículas de oro sintetizadas en el laboratorio, efectuando a continuación una caracterización exhaustiva de las mismas y del proceso de inmovilización sobre sustratos metálicos, utilizando para ello diversas técnicas.
En el estudio, además se ha testado la validez de la utilización de estas superficies nanoestructuradas como superficies sensoras en el desarrollo de biosensores. Para ello se ha procedido a la modificación de éstas con oligonucleótidos de cadena corta (sonda) que permiten reconocer secuencias complementarias o secuencias con pocos desapareamientos en sus bases. La detección del proceso de biorreconocimiento se ha llevado a cabo mediante la utilización de complejos metálicos electroquímicamente activos. Estos indicadores se intercalan de forma selectiva entre los pares de bases de la doble cadena de ADN, originando un cambio medible permitiendo detectar la hibridación. La buena elección de estos indicadores es un paso clave para el desarrollo de biosensores de reconocimiento de secuencias de ADN, ya que no existen muchos compuestos que sean selectivos al proceso de hibridación, siendo escogido como el más adecuado el complejo de Ru con un ligando fenantreno.
La alta sensibilidad y especificidad conseguida con el método desarrollado permite detectar y cuantificar, no sólo una secuencia determinada de ácido nucleico, sino también un único desapareamiento en una base de dicha secuencia, siendo además un sistema de detección mucho más rápido y económico que los clásicos PCR.
Es importante destacar que el uso de este nuevo complejo de rutenio combinado con las nanopartículas de oro nos permite detectar, con mayor sensibilidad y ahorrando reactivo, un único desapareamiento (mismatch) en una secuencia específica de ADN frente a otros biosensores de características similares.
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