11.3 C
Rome
martedì, Novembre 5, 2024
- Pubblicità -
notizieAmbienteGli ingegneri segnalano progetti di sensori di biomarcatori umani a basso costo...

Gli ingegneri segnalano progetti di sensori di biomarcatori umani a basso costo — ScienceDaily

INFORMATIVA: Alcuni degli articoli che pubblichiamo provengono da fonti non in lingua italiana e vengono tradotti automaticamente per facilitarne la lettura. Se vedete che non corrispondono o non sono scritti bene, potete sempre fare riferimento all'articolo originale, il cui link è solitamente in fondo all'articolo. Grazie per la vostra comprensione.


I ricercatori della Penn State hanno sviluppato una tecnologia a basso costo basata sull’RNA per rilevare e misurare i biomarcatori, che possono aiutare a decodificare la fisiologia del corpo. La presenza di biomarcatori proteici può indicare condizioni croniche o acute, dall’artrite al cancro alle infezioni batteriche, per le quali i test convenzionali possono costare da $ 100 a oltre $ 1.000. La nuova tecnologia può eseguire la stessa misurazione per circa un dollaro.

Il team ha pubblicato i risultati in Comunicazioni sulla natura, unendo gli sforzi di Howard Salis, professore associato di ingegneria biologica, ingegneria chimica e ingegneria biomedica; Grace Vezeau, che ha conseguito un dottorato in ingegneria biologica presso la Penn State nel 2021; e Lipika Gadila, che ha conseguito una laurea in ingegneria chimica presso la Penn State nel 2018.

I risultati dimostrano che i sensori basati sull’RNA possono essere progettati per rilevare proteine ​​biomarcatrici umane, tra cui la proteina C-reattiva monomerica, che è coinvolta in condizioni infiammatorie croniche come malattie cardiache e artrite, e l’interleuchina-32 gamma, una proteina di segnalazione per le infezioni acute come virus o infezioni batteriche. Secondo Salis, tali sensori potrebbero essere utilizzati per sviluppare dispositivi per test diagnostici.

“Questi test possono aiutare un medico a diagnosticare un paziente, ma è più informativo eseguire periodicamente più misurazioni di biomarcatori nell’arco di diverse settimane”, ha affermato Salis. “In questo momento, un test può essere costoso e si sommano. Con la nostra nuova tecnologia basata sull’RNA, ora è possibile eseguire le stesse misurazioni per molto meno”.

La tecnologia è una combinazione di un sistema di espressione senza cellule e di sensori ingegnerizzati basati su RNA chiamati riboswitch. I sistemi di espressione senza cellule contengono macchinari cellulari per leggere il DNA e produrre proteine, ma non sono limitati dalle membrane cellulari e consentono alle proteine ​​voluminose di entrare liberamente. I riboswitch sono progettati per legarsi a una proteina biomarker e regolare l’attivazione o la repressione di un segnale osservabile. Il riboswitch stesso è prodotto all’interno del sistema di espressione privo di cellule dalle istruzioni del DNA. Complessivamente, il costo di questi materiali è di circa un dollaro per reazione.

Secondo Salis, questa è la prima volta che i ricercatori hanno progettato un sensore riboswitch per rilevare proteine ​​​​biomarker. La sfida, ha detto, è trovare le migliori istruzioni del DNA per generare i sensori proteici più sensibili.

“Gli sforzi passati per progettare tali sensori di riboswitch si sono basati in gran parte sulla sperimentazione per tentativi ed errori, ad esempio, costruendo e caratterizzando grandi librerie casuali per identificare le varianti di riboswitch – i modelli genetici e gli aptameri – che funzionano meglio”, ha detto Salis. “Utilizzando una combinazione di modellazione termodinamica e ottimizzazione computazionale, abbiamo progettato razionalmente nuovi riboswitch che dovrebbero essere eccellenti sensori proteici e poi li abbiamo testati. Il nostro algoritmo di progettazione si chiama Riboswitch Calculator”.

Salis ei ricercatori hanno testato la loro nuova tecnologia per rilevare tre proteine: MS2, una piccola proteina trovata in un fago batterico, come prova di principio; e i biomarcatori rilevanti dal punto di vista medico della proteina C-reattiva monomerica umana e dell’interleuchina-32 gamma umana. I ricercatori hanno progettato 32 riboswitch, la maggior parte dei quali ha rilevato con successo le loro proteine ​​bersaglio.

“I test attuali richiedono reagenti di rilevamento costosi, strumenti costosi e ingombranti, stoccaggio e distribuzione della catena del freddo dei campioni e personale addestrato”, ha affermato Salis. “Applicando la modellazione e la progettazione computazionale, abbiamo progettato sensori proteici a basso costo che possono essere liofilizzati e reidratati. Il prossimo passo è sviluppare un dispositivo facile da usare che consenta a ricercatori e medici di utilizzare questa nuova tecnologia”.

Salis è anche affiliato con i Penn State Institutes of Energy and Environment.

La Defense Advanced Research Projects Agency e l’Air Force Office of Scientific Research hanno sostenuto questa ricerca.



Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com

LASCIA UN COMMENTO

Per favore inserisci il tuo commento!
Per favore inserisci il tuo nome qui

- Pubblicità -
- Pubblicità -Newspaper WordPress Theme

Contenuti esclusivi

Iscriviti oggi

OTTENERE L'ACCESSO ESCLUSIVO E COMPLETO AI CONTENUTI PREMIUM

SOSTENERE IL GIORNALISMO NON PROFIT

Get unlimited access to our EXCLUSIVE Content and our archive of subscriber stories.

- Pubblicità -Newspaper WordPress Theme

Articoli più recenti

Altri articoli

- Pubblicità -Newspaper WordPress Theme

INFORMATIVA: Alcuni degli articoli che pubblichiamo provengono da fonti non in lingua italiana e vengono tradotti automaticamente per facilitarne la lettura. Se vedete che non corrispondono o non sono scritti bene, potete sempre fare riferimento all'articolo originale, il cui link è solitamente in fondo all'articolo. Grazie per la vostra comprensione.