La spettroscopia Raman – un metodo di analisi chimica che emette luce monocromatica su un campione e registra la luce diffusa che emerge – ha causato frustrazione tra i ricercatori biomedici per più di mezzo secolo. A causa del calore generato dalla luce, le proteine vive vengono quasi distrutte durante le misurazioni ottiche, portando a risultati decrescenti e non riproducibili. Di recente, tuttavia, quelle frustrazioni potrebbero essere un ricordo del passato.
Un gruppo di ricercatori dell’Institute for Quantum Sciences and Engineering della Texas A&M University e della Texas A&M Engineering Experiment Station (TEES) ha sviluppato una nuova tecnica che consente screening a bassa concentrazione e a basso dosaggio delle interazioni proteina-ligando in condizioni fisiologicamente condizioni pertinenti. Intitolato thermostable-Raman-interaction-profiling (TRIP), questo nuovo approccio è una risposta rivoluzionaria a un problema di lunga data che fornisce misure di spettroscopia Raman senza etichetta e altamente riproducibili.
“Le proteine sono una molecola biologica molto fragile e necessitano di cure specifiche”, ha affermato l’autore principale e assistente di ricerca post-dottorato, il dott. Narangerel Altangerel. “Quando raffreddo la superficie o il substrato, posso rendere felici le proteine. Posso colpirle con il laser e ora possono produrre le informazioni di cui ho bisogno”.
Mentre le proteine studiate sono a livello molecolare, le implicazioni di queste scoperte potrebbero essere enormi. Come un lucchetto e una chiave, un’interazione proteina-ligando è il primo passo in processi come la trasduzione del segnale, le risposte immunitarie e la regolazione genica. Grazie alla capacità di TRIP di rilevare le interazioni proteina-ligando in tempo reale, la tempistica per i test sui farmaci e sui vaccini potrebbe essere ridotta. Un’altra applicazione potrebbe essere clinica, trasformando lunghi test per rilevare un virus in turnaround in giornata con risultati accurati.
“L’intera idea dello statuto della spettroscopia è che richiede da un minimo a nessuno per la preparazione del campione, quindi questo può essere trasferito immediatamente nella clinica”, ha detto il coautore e professore universitario presso il Dipartimento di ingegneria biomedica, il dott. Vladislav Yakovlev. “I medici e i pazienti non devono aspettare giorni e settimane di analisi. Puoi ottenere tutte queste risposte quasi subito.”
Un ulteriore vantaggio della tecnica TRIP è che la dimensione del campione richiesta per eseguire il test è molto più piccola e richiede una concentrazione proteica inferiore, il che significa un processo più conveniente per il test.
“Stavo acquistando 100 microlitri di un campione per $ 3.500, quindi devo condividere questo campione con più persone e finire con solo un campione da 20 a 30 microlitri”, ha detto Altangerel. “Questo mi ha costretto a utilizzare un campione più piccolo, rendendo il Raman difficile da eseguire, poiché i campioni a bassa concentrazione lo rendono un processo debole. Ciò mi ha spinto a sfidare me stesso a provare cose diverse”.
Nonostante la svolta, il team sta cercando altri aspetti in cui il metodo TRIP potrebbe essere utile.
“In un articolo di follow-up, stiamo cercando di identificare la composizione chimica di quelle proteine usando solo questa tecnica in modo da poterla applicare a idee simili relative all’analisi del DNA e ad altre molecole biologiche”, ha detto Yakovlev. “Qualcosa che normalmente richiede il sequenziamento ma utilizza TRIP, quindi non è necessaria alcuna preparazione del campione.”
I ricercatori hanno pubblicato le loro scoperte nel Atti dell’Accademia Nazionale delle Scienze. Il progetto è sostenuto dall’Air Force Office of Scientific Research (AFOSR), dall’Office of Naval Research, dalla Robert A. Welch Foundation, dai TEES, dai National Institutes of Health e dal Texas A&M University X Grants Program.
Il team di supporto comprende docenti e studenti affiliati all’Institute for Quantum Sciences and Engineering. Altri autori accreditati sono il Dr. Benjamin Neuman del Dipartimento di Biologia, il Dr. Philip Hemmer del Dipartimento di Ingegneria Elettrica e Informatica, Navid Rajil, il Dr. Zhenhuan Yi, il Dr. Alexei Sokolov e il ricercatore principale Dr. Marlan Scully dell’Institute for Scienze quantistiche e ingegneria. Il dottor Sofi Bin-Salamon è stato responsabile del programma per l’AFOSR.
“Per molto tempo la gente ha pensato che fosse impossibile”, ha detto il dottor Yakovlev. “Ma il dottor Altangerel ha dimostrato che niente, in effetti, è impossibile se fai le cose per bene.”
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
