La detección de proteínas basada en reacciones antígeno-anticuerpo es vital en el diagnóstico temprano de una amplia gama de enfermedades. Sin embargo, cómo detectar proteínas de manera efectiva ha sido un problema frecuente para los investigadores.
por la Universidad Metropolitana de Osaka
Científicos de la Universidad Metropolitana de Osaka han descubierto un nuevo principio subyacente a la aceleración inducida por la luz de la reacción antígeno-anticuerpo, que permite una detección de proteínas simple, ultrarrápida y altamente sensible. Sus hallazgos fueron publicados en Communications Biology .
«La reacción antígeno-anticuerpo es una reacción bioquímica que juega un papel crucial en la inmunidad, la función de defensa del cuerpo», explicó el investigador principal, el profesor Takuya Iida, director del Instituto de Investigación del Sistema de Aceleración Inducida por la Luz de la Universidad Metropolitana de Osaka. Los métodos para analizar trazas de proteínas basados en la reacción antígeno-anticuerpo permiten el diagnóstico en una etapa temprana de muchas enfermedades, como el cáncer, la demencia y las infecciones microbianas. Sin embargo, tales métodos tienen una sensibilidad limitada o requieren un procesamiento complejo y lento para permitir que ocurran las reacciones antígeno-anticuerpo.
Con el objetivo de acelerar las reacciones antígeno-anticuerpo, los investigadores introdujeron proteínas objetivo y partículas de sonda, con anticuerpos modificados que se unen selectivamente a las proteínas objetivo, en un canal que es tan estrecho como un cabello humano o una arteria y luego aplicaron irradiación con luz láser infrarroja para 3 minutos, lo que permite realizar la detección con una sensibilidad aproximadamente 100 veces mayor que la de las pruebas de proteínas convencionales.
Los investigadores lograron, por primera vez, la medición rápida de trazas de proteínas diana del orden de decenas de attogramos (ag = 10 -18 g; una trillonésima parte de un gramo) después de solo 3 minutos de irradiación láser.
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Los resultados del estudio demuestran que se puede lograr una detección rápida y altamente sensible condensando proteínas a través de la simple operación de confinarlas en un espacio pequeño e irradiándolas con un láser para acelerar la reacción. Estos hallazgos facilitarán la detección de sustancias relacionadas con enfermedades a partir de una pequeña cantidad de fluidos corporales, como una sola gota de sangre, y ayudarán en el descubrimiento de nuevos marcadores de enfermedades, lo que podría conducir a avances en el desarrollo de sistemas para ultra- diagnóstico precoz de diversas enfermedades.
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«En una colaboración interdisciplinaria más allá de la física, la química y la biología, descubrimos un nuevo principio subyacente al control de la reacción antígeno-anticuerpo mediante la fuerza óptica o la fuerza inducida por la luz», concluyó el profesor Iida. «Espero que la ventaja de poder medir marcadores de trazas con alta sensibilidad y velocidad mediante una simple irradiación láser ayude en el diagnóstico ultraprecoz».
Más información: Takuya Iida et al, Unión de antígeno-anticuerpo inducida por luz a nivel de attograma confinada en microflujo, Communications Biology (2022). DOI: 10.1038/s42003-022-03946-0
