Un equipo de investigación internacional dirigido por la Universidad de Viena ha logrado desarrollar una nueva versión de componentes básicos de ARN con alta reactividad química y fotosensibilidad. Esto puede reducir significativamente el tiempo de producción de chips de ARN utilizados en biotecnología e investigación médica. La síntesis química de estos chips es ahora dos veces más rápida y siete veces más eficiente. Los resultados de la investigación fueron publicados recientemente en la revista Avances en la ciencia.
La aparición y aprobación de productos médicos basados en ARN, como las vacunas de ARNm durante la pandemia de COVID-19, ha puesto la molécula de ARN en la mira del público. El ARN (ácido ribonucleico) es un polímero portador de información, un compuesto químico formado por subunidades similares, pero con mayor diversidad estructural y funcional que el ADN. Hace unos 40 años, se desarrolló un método para la síntesis química de ADN y ARN, utilizando la química de la fosforamidita para ensamblar cualquier secuencia a partir de bloques de construcción de ADN o ARN. El ensamblaje de la cadena de ácido nucleico se realiza paso a paso utilizando estos componentes químicos especiales (fosforamiditas). Cada componente básico contiene “grupos protectores” químicos que previenen reacciones no deseadas y aseguran la formación de enlaces naturales en la cadena de ácido nucleico.
Superando desafíos
Este método químico también se utiliza en la producción de microchips (microarrays), donde se pueden sintetizar y analizar simultáneamente millones de secuencias únicas en una superficie sólida del tamaño de una uña. Si bien los microarrays de ADN ya se utilizan ampliamente, adaptar la tecnología a los microarrays de ARN ha resultado difícil debido a la baja estabilidad del ARN.
En 2018, la Universidad de Viena demostró cómo se pueden producir chips de ARN de alta densidad mediante fotolitografía: colocando con precisión un haz de luz, mediante una reacción fotoquímica se pueden preparar áreas de superficie para unirlas al bloque. Aunque este primer informe fue una primicia mundial y no tiene precedentes, el método sufrió largos tiempos de producción, bajos rendimientos y poca estabilidad. Este enfoque ahora ha mejorado mucho.
Desarrollo de una nueva generación de componentes básicos de ARN
Un equipo del Instituto de Química Inorgánica de la Universidad de Viena, en colaboración con el Instituto Max Musron de Biomoléculas de la Universidad de Montpellier (Francia), ha desarrollado una nueva versión de ARN con alta reactividad química y fotosensibilidad. desarrollado. Este avance reduce significativamente el tiempo de producción de chips de ARN, haciendo que la síntesis sea dos veces más rápida y siete veces más eficiente. Los chips de ARN modernos se pueden utilizar para detectar millones de ARN candidatos y proporcionar secuencias valiosas para una amplia gama de aplicaciones.
“Hacer micromatrices de ARN que contengan moléculas de ARN activas estaba fuera de nuestro alcance con nuestra configuración anterior, pero ahora es una realidad con este proceso mejorado”, dice Jori Letard, profesor asistente en el Instituto de Química Inorgánica que utiliza un grupo protector propioniloximetilo (PrOM). ”. .
Como aplicación directa de estos chips de ARN mejorados, la publicación presenta el estudio de los aptámeros de ARN, pequeños oligonucleótidos que se unen específicamente a moléculas diana. Se eligieron dos aptámeros “iluminados” que producen fluorescencia cuando se unen a un tinte y se sintetizaron en el chip miles de variantes de estos aptámeros. Un único experimento de unión es suficiente para obtener datos sobre todas las variantes simultáneamente, lo que abre el camino para identificar mejores aptámeros con mejores propiedades de diagnóstico.
“Los chips de ARN de alta calidad pueden ser especialmente valiosos en el campo de rápido crecimiento del diagnóstico molecular no invasivo. Se buscan vigorosamente aptámeros de ARN nuevos y mejorados, como los que miden los niveles hormonales en tiempo real. Pueden rastrear o monitorear otros marcadores biológicos directamente del sudor o la saliva”, dice Tadija Keki, candidata a doctorado en el grupo de Juri Lietard.
Este trabajo fue financiado por una subvención conjunta de la Agence Nationale pour la Recherche/Austrian Science Fund (Programa Internacional FWF I4923).
