Investigadores de la Ludwig-Maximilians-Universität München en Alemania han desarrollado una forma activada por la luz de las enzimas que impulsan el ensayo de reacción en cadena de la polimerasa (PCR).
El ensayo ha ganado fama reciente entre el público en general debido a su uso como herramienta de diagnóstico de COVID-19.
Concretamente, la técnica podría conducir a alternativas a las enzimas actuales activadas por calor, que son difíciles de diseñar y crear, y no son adecuadas para enzimas que se dañan fácilmente por las altas temperaturas. El método puede ayudar a ampliar el alcance de lo que es posible con la PCR.
La PCR ha existido durante bastante tiempo, pero recientemente hemos llegado a depender en gran medida de ella como una prueba de diagnóstico de COVID-19.
Ahora, este ensayo utiliza varias enzimas para amplificar pequeñas cantidades de ADN para que podamos detectar la presencia del virus SARS-CoV-2. Sin embargo, la tecnología también es una piedra angular de la investigación médica, proporcionando datos invaluables sobre la expresión génica.
El equipo ha demostrado que sus enzimas activadas por la luz muestran un rendimiento similar o mejorado que los equivalentes de arranque en caliente
Las enzimas que alimentan el ensayo de PCR son un poco quisquillosas. Durante la preparación de la muestra, las enzimas pueden activarse y comenzar a trabajar, lo que podría afectar los resultados o arruinar la muestra.
Para evitar esto, los investigadores generalmente diseñan enzimas que solo se activarán una vez que alcancen una cierta temperatura. Estas se conocen como enzimas de "arranque en caliente".
Sin embargo, las enzimas de arranque en caliente son difíciles de diseñar, y el concepto no funciona para las enzimas que son particularmente sensibles al calor.
"Para pruebas diagnósticas basadas en PCR, como la prueba para COVID-19, la solución es el desarrollo de una enzima de arranque en caliente, que no muestra actividad hasta que se alcanza una alta temperatura de activación", ha explicado uno de los investigadores involucrado en el estudio.
"El principal inconveniente de estos enfoques de arranque en caliente es que no se pueden usar para enzimas que se dañan por el calor. Además, el diseño de una enzima de arranque en caliente es tedioso y el agotador proceso de diseño debe repetirse para cada nueva enzima que queramos diseñar", ha detallado.
Para facilitar la creación de enzimas para los ensayos de PCR, los investigadores recurrieron a las enzimas activadas por la luz como alternativa.
RENDIMIENTO MEJORADO
"Las enzimas controladas por la luz han existido durante bastante tiempo, pero lo que hace que nuestro enfoque sea único es que se puede aplicar a prácticamente cualquier enzima de procesamiento de ADN. En el pasado, siempre necesitabas información muy detallada sobre cómo funciona tu enzima y nunca estabas seguro de que vendrías con una forma inteligente de bloquear la enzima y reactivarla con luz", han destacado.
Para lograr la activación de la luz, los investigadores unieron un trozo de ADN a la enzima, lo que resulta en una enzima inactiva que se puede activar con un pulso de luz UV que libera a la enzima para comenzar a actuar sobre su sustrato.
Hasta ahora, el equipo ha demostrado que sus enzimas activadas por la luz muestran un rendimiento similar o mejorado que los equivalentes de arranque en caliente.