Detectar amenazas biológicas, más rápido y más barato
Ebola virionsWikipedia, CDCSientíficos del Texas Biomedical Research Institute (TBRI) han creado una forma rápida y eficiente de desarrollar pruebas para posibles agentes bioterroristas. La técnica, publicada hoy (5 de noviembre) en Scientific Reports, identifica rápidamente anticuerpos que reconocen toxinas bacterianas o proteínas virales en unos pocos días, usando equipos simples que se encuentran en la mayoría de las instalaciones alrededor del mundo.
Esta técnica es “más adecuada para laboratorios con recursos limitados” que los métodos tradicionales que requieren equipos costosos como los sistemas de cromatografía, dijo Kim Janda, química del Instituto de Investigación Scripps, que no participó en el estudio. «Creo que encontrará un amplio uso en otros laboratorios en el futuro».
Actualmente, para encontrar anticuerpos que reconozcan amenazas biológicas potenciales, un paso clave para desarrollar diagnósticos efectivos, los científicos comienzan gran panel de posibles anticuerpos y aislar gradualmente aquellos que reconocen un objetivo determinado. Es un proceso laborioso: cada ronda de detección puede…
Me enfrenté al dilema de desconcertar cientos de anticuerpos y no quería pasar un año purificando las malditas cosas, dijo Andrew Hayhurst, de TBRI. que estudia formas de detectar amenazas biológicas.
Entonces, junto con su colega de TBRI, Laura Sherwood, ideó una solución. Comienza haciendo extractos de diferentes cepas de E. coli, cada uno diseñado para producir un anticuerpo ligeramente diferente. Cada extracto se carga en un pocillo separado en una placa grande. Todos los anticuerpos tienen una molécula llamada biotina en su cola, que se une fuertemente a la neutravidina, una proteína que recubre los pozos.
Luego, Hayhurst agrega el objetivo. Se adhiere a algunos de los anticuerpos inmovilizados, pero no a otros. Agrega otra ronda de anticuerpos que se unen a los objetivos inmovilizados. Finalmente, aplica otro lote de neutravidina que se adhiere a la segunda capa de anticuerpos, esta vez etiquetada con una etiqueta que puede hacerse visible a simple vista, como un marcador de fluorescencia. Enjuaga la placa para eliminar las etiquetas sueltas y simplemente busca qué pozos están produciendo el color correcto, lo que indica que los anticuerpos en ese pozo reconocieron con éxito el objetivo microbiano.
Hayhurst y Sherwood usaron su método para identificar pares de anticuerpos contra dos posibles armas bioterroristas, la toxina botulínica, uno de los venenos bacterianos más potentes conocidos, y el virus del Ébola. Al encontrar rápidamente anticuerpos que se unan a dicho objetivo, los científicos podrían desarrollar rápidamente pruebas para ellos. Es una herramienta de vigilancia ambiental, dijo Hayhurst.
El mismo método también podría usarse para desarrollar nuevas pruebas de diagnóstico para prácticamente cualquier objetivo, dijo Hayhurst. Por el momento, se está enfocando en amenazas biológicas conocidas, pero la técnica eventualmente podría ayudar a crear una respuesta rápida a una amenaza desconocida utilizada en un ataque, dijo. El conocimiento adquirido al apuntar a lo conocido será útil para allanar el camino para apuntar a lo desconocido.
El sistema es increíblemente simple y requiere muy poco equipo. Todos los E. coli pueden cultivarse en cultivos de sobremesa del tamaño de un mililitro. Cualquiera en el mundo puede hacer esto en su banco, dijo Hayhurst. Es tan simple, no hay brujería involucrada. Es la forma más económica de hacer esto posible.
Cuando los cultivos están listos, se tarda solo una hora en examinar cientos de anticuerpos a la vez. La técnica enfoca inmediatamente la atención de los experimentadores en los anticuerpos efectivos, evitando la necesidad de purificarlos. Y una vez que se han identificado los anticuerpos correctos, Hayhurst puede producirlos en masa utilizando el mismo E. coli cepas. Inmediatamente puede comenzar a producir miligramos de anticuerpos, dijo.
Estoy muy entusiasmado con estas innovaciones, dijo Paul Gulig, un microbiólogo de la Universidad de Florida que no participó en el estudio. Simplificaron muchas cosas.
LJ Sherwood & A. Hayhurst., La visualización mediada por hapteno y el emparejamiento de anticuerpos recombinantes aceleran el ensamblaje de ensayos para contramedidas contra amenazas biológicas, Scientific Reports, doi:10.1038/srep00807, 2012.
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