Un equipo de científicas españolas ha descrito cómo detectar mutaciones en los genes para reconocer el riesgo de enfermedades como el cáncer. Así en un futuro, se podrá preverlas. El estudio utiliza por primera vez la técnica SERS, de análisis químico ultrasensible, para estudiar el ADN con resultados de éxito.
Las investigadoras Judit Morlà y Patricia Gisbert, del departamento de Química Física e Inorgánica de la Universidad Rovira i Virgili (URV), han logrado detectar de forma muy precisa las mutaciones de un gen, a pesar de ser variaciones puntuales (cambios tan solo de una base) en la secuencia del gen. Se trata de la primera vez que se utiliza la técnica SERS, de análisis químico ultrasensible, para estudiar el ADN con resultados de éxito.
Las mutaciones de los genes están vinculadas a determinados tipos de cáncer. En concreto, las expertas han trabajado con un fragmento del gen K-RAS, cuyas alteraciones están relacionadas con el cáncer de colon. Detectar estas mutaciones en el gen permite reconocer el riesgo de padecer la enfermedad y así, en un futuro, poder preverla.
Entre las técnicas actuales para analizar el ADN hay muy pocas que identifiquen eficiente y fácilmente estas mutaciones tan puntuales del gen, pues es preciso detectar el cambio de una sola base de entre las 120 que componen el fragmento del gen estudiado.
Por este motivo, ambas científicas llegaron a la conclusión de que una técnica que ellas conocían bien, la espectroscopia Raman amplificada por superficie (SERS, por sus siglas en inglés), podía facilitar esta tarea. Introducir la técnica SERS en la lista de técnicas para analizar el ADN supone que se pueda disponer de un método más rápido, eficaz y económico.
El primer paso para poder explotar este nuevo método ha sido conseguir unas nanopartículas de plata (necesarias para hacer el análisis con el método SERS) que mostraran afinidad por las moléculas de ADN. Habitualmente, las nanopartículas de plata están cargadas negativamente, lo que dificulta el análisis directo con el ADN, ya que este también tiene carga negativa y, como consecuencia, se genera repulsión entre ellas.
Esto no ha resultado difícil, pues las investigadoras contaban con unas nanopartículas de plata cargadas positivamente que desarrolló un investigador del grupo, Luca Guerrini, añadiendo espermina, una molécula que a nivel biológico estabiliza el ADN. Por lo tanto, estas nuevas nanopartículas con carga positiva y, consecuentemente, con afinidad por el ADN, han facilitado que las moléculas se adhieran a la superficie y se puedan analizar debidamente.
Una vez superado el primer reto, Morlà y Gisbert han llevado a cabo varios experimentos para detectar las mutaciones de un fragmento de la secuencia del gen K-RAS. La técnica SERS consiste en estudiar las señales vibracionales de las moléculas del gen que se encuentran cerca de las nanopartículas.
Estas señales se visualizan cuando una luz láser excita las nanopartículas. Las investigadoras recogieron las señales de las moléculas con y sin mutaciones y observaron cambios vibracionales relacionados con la presencia de mutaciones, como por ejemplo, diferencias en la estructura de la secuencia dependiendo de la mutación en el gen.
Un método revolucionario
La combinación de los resultados obtenidos con la técnica SERS con métodos estadísticos ha permitido no solo analizar estos pequeños cambios y compararlos entre sí, sino también diferenciar cuatro mutaciones distintas (todas ellas conocidas como indicadores frecuentes del cáncer de colon).
Esta nueva forma de analizar el ADN “supone una revolución”, según las autoras, ya que, comparada con los métodos actuales es fácil, rápida, económica y extremadamente sensible. De todos modos, las investigadoras aseguran que antes de utilizar este método a nivel ambulatorio, entre otras cosas, se debería elaborar una base de datos amplia para disponer de más muestras con las que comparar los resultados y así poder obtener resultados más fidedignos.
Este avance facilita un análisis del ADN económico, rápido y eficaz, pero Morlà apunta que hay que seguir investigando para que el método que han desarrollado tenga una aplicación en el día a día: “Hay que estudiar cómo revertimos aquellas mutaciones que detectamos, porque es muy importante que las podamos encontrar, pero hay que saber cómo actuar sobre ellas, cómo podemos curar la enfermedad que llevan asociada”.
Referencia bibliográfica:
Morlà-Folch, J., Gisbert-Quilis, P., Masetti, M., García-Rico, E., Álvarez-Puebla, R. y Guerrini, L. (2017). “Conformational SERS Classification of K-Ras Point Mutations for Cancer Diagnostics”. Angewandte Chemie International Edition, 56(9), pp. 2381-2385. DOI: 10.1002/anie.201611243
