La nueva técnica detecta rápidamente la enfermedad de Parkinson y la emaciación crónica

Resumen: Los investigadores han desarrollado una técnica de diagnóstico más rápida y precisa para detectar enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer, el Parkinson y la emaciación crónica (CWD). El método mejora significativamente el rendimiento de los métodos avanzados de detección de plegamiento incorrecto de proteínas. La técnica podría conducir al tratamiento temprano y la mitigación de varias enfermedades que afectan a humanos y animales.

Aspectos principales:

1. Los investigadores han desarrollado una nueva técnica de diagnóstico llamada Nano-QuIC, que mejora significativamente el rendimiento de los métodos de detección de plegamiento incorrecto de proteínas utilizados para diagnosticar enfermedades neurodegenerativas.
2. La adición de nanopartículas de sílice de 50 nanómetros al ensayo de conversión inducida por temblores en tiempo real (RT-QuIC) en los experimentos Nano-QuIC reduce los tiempos de detección de aproximadamente 14 horas a solo cuatro horas y aumenta la sensibilidad en un factor de 10.
3. Los investigadores esperan que su nuevo método de diagnóstico pueda eventualmente ser útil para detectar enfermedades de plegamiento incorrecto de proteínas en humanos, como la enfermedad de Parkinson, la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob, el Alzheimer y la ELA.

Fuente: Universidad de Minnesota

Investigadores de la Universidad de Minnesota Twin Cities han desarrollado una nueva y revolucionaria técnica de diagnóstico que permitirá una detección más rápida y precisa de enfermedades neurodegenerativas.

Es probable que el método abra una puerta para el tratamiento temprano y la mitigación de diversas enfermedades que afectan a los humanos, como el Alzheimer y el Parkinson, y enfermedades similares que afectan a los animales, como la emaciación crónica (CWD, por sus siglas en inglés).

Su nuevo estudio se publica en Letras enanasuna revista líder en el campo de la nanotecnología publicada por la American Chemical Society.

«Este artículo se centra principalmente en la emaciación crónica de los ciervos, pero en última instancia, nuestro objetivo es expandir la tecnología a un amplio espectro de enfermedades neurodegenerativas, siendo los dos objetivos principales el Alzheimer y el Parkinson», dijo Sang-Hyun Oh, coautor principal de el artículo y profesor distinguido de la Universidad McKnight en el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación de la Universidad de Minnesota.

“Nuestra visión es desarrollar técnicas de diagnóstico poderosas y ultrasensibles para una variedad de enfermedades neurodegenerativas para que los biomarcadores puedan detectarse temprano, lo que quizás permita más tiempo para el despliegue de agentes terapéuticos que pueden retrasar la progresión de la enfermedad. Queremos ayudar a mejorar la vida de millones de personas afectadas por enfermedades neurodegenerativas”.

Las enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer, el Parkinson, la enfermedad de las vacas locas y la CWD (ampliamente encontrada en los ciervos) comparten una característica común: la acumulación de proteínas mal plegadas en el sistema nervioso central. La detección de estas proteínas mal plegadas es fundamental para comprender y diagnosticar estos trastornos devastadores.

Sin embargo, los métodos de diagnóstico existentes, como el ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas y la inmunohistoquímica, pueden ser costosos, lentos y limitados en términos de especificidad de anticuerpos.

El método de los investigadores de la Universidad de Minnesota, denominado Nanoparticle-enhanced Quaking-Induced Conversion (Nano-QuIC), mejora significativamente el rendimiento de los métodos avanzados de detección de plegamiento incorrecto de proteínas, como la conversión inducida por temblores en tiempo real de NIH Rocky Mountain Laboratories (RT- QIC).

El método RT-QuIC implica agitar una mezcla de proteínas normales con una pequeña cantidad de proteínas mal plegadas, desencadenando una reacción en cadena que hace que las proteínas se multipliquen y permitiendo la detección de estas proteínas irregulares.

Usando muestras de tejido de ciervo, el equipo de la Universidad de Minnesota demostró que agregar nanopartículas de sílice de 50 nanómetros a los experimentos RT-QuIC redujo drásticamente los tiempos de detección de aproximadamente 14 horas a solo cuatro horas y aumentó la sensibilidad en un factor de 10.

Un ciclo de detección típico de 14 horas significa que un técnico de laboratorio solo puede realizar una prueba por día laboral típico. Sin embargo, con un tiempo de detección de menos de cuatro horas, los investigadores ahora pueden realizar tres o incluso cuatro pruebas al día.

Tener un método de detección más rápido y preciso es especialmente importante para comprender y controlar la transmisión de CWD, una enfermedad que se está propagando en los ciervos en América del Norte, Escandinavia y Corea del Sur.

Los investigadores creen que Nano-QuIC eventualmente podría resultar útil para detectar enfermedades de plegamiento incorrecto de proteínas en humanos, especialmente la enfermedad de Parkinson, la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob, el Alzheimer y la ELA.

«Hacer pruebas para estas enfermedades neurodegenerativas tanto en animales como en humanos ha sido un gran desafío para nuestra sociedad», dijo Peter Larsen, coautor principal del artículo y profesor asistente en el Departamento de Ciencias Veterinarias y Biomédicas de la Universidad de Minnesota.

“Lo que estamos viendo ahora es este momento realmente emocionante en el que están surgiendo nuevas pruebas de diagnóstico de próxima generación para estas enfermedades. El impacto que tiene nuestra investigación es que está mejorando drásticamente las pruebas de próxima generación, haciéndolas más sensibles y más accesibles».

La investigación fue financiada por el Fondo Fiduciario para el Medio Ambiente y los Recursos Naturales de Minnesota según lo recomendado por la Comisión Legislativa de Recursos de la Ciudad de Minnesota (LCCMR); el Fondo de Respuesta Agrícola Rápida de la Estación Experimental Agrícola de Minnesota; y el programa de Agricultura, Investigación, Educación, Extensión y Transferencia de Tecnología de Minnesota (AGREETT).

“Los habitantes de Minnesota valoran la ciencia y apoyan la investigación básica y aplicada. Como legisladores, hemos invertido dólares del Fondo Fiduciario Ambiental para brindar soluciones a problemas complejos como la emaciación crónica», dijo el representante Rick Hansen, presidente del Comité de Medio Ambiente y Recursos Naturales de la Cámara de Representantes de Minnesota y copresidente de LCCMR.

«Estoy orgulloso del trabajo de LCCMR y el legislador para apoyar esta investigación y continuaré apoyando la financiación de la investigación y previniendo problemas futuros que afecten a nuestra vida silvestre y a nosotros mismos».

Larsen y Oh lideran el equipo de Investigación y Desarrollo de Diagnóstico Molecular del Centro de Investigación y Divulgación de Priones de Minnesota (MNPRO), que aprovecha esta financiación gubernamental para realizar investigaciones sobre enfermedades de plegamiento incorrecto de proteínas que tienen un gran impacto en el estado de Minnesota.

Además de Oh y Larsen, el equipo involucrado en este artículo incluyó a los investigadores de Twin Cities de la Universidad de Minnesota Peter Christenson (autor principal y candidato a doctorado en el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática), Manci Li (candidato a doctorado en el Programa de Biociencias Comparativas y Moleculares ) y Gage Rowden (investigador del Departamento de Ciencias Veterinarias y Biomédicas).

Sobre esta noticia de investigación neurológica

Autor: Ronda Zurn
Fuente: Universidad de Minnesota
Contacto: Rhonda Zurn – Universidad de Minnesota
Imagen: La imagen está acreditada a Neuroscience News.

Investigacion original: Acceso cerrado.
“Ensayo de diagnóstico RT-QuIC (Nano-QuIC) mejorado con nanopartículas para proteínas mal plegadas Ensayo de diagnóstico RT-QuIC (Nano-QuIC) mejorado con nanopartículas para proteínas mal plegadaspor Sang-Hyun Oh et al. Letras enanas

Abstracto

Ensayo de diagnóstico RT-QuIC mejorado con nanopartículas (Nano-QuIC) para proteínas mal plegadas

Las proteínas mal plegadas asociadas con varias enfermedades neurodegenerativas a menudo se acumulan en los tejidos o circulan en fluidos biológicos años antes del inicio clínico, lo que representa objetivos de diagnóstico ideales.

La conversión inducida por temblores en tiempo real (RT-QuIC), un ensayo de amplificación sembrado basado en proteínas, tiene un gran potencial para la detección temprana de enfermedades, pero aún quedan desafíos para la aplicación de diagnóstico de rutina.

La caquexia crónica (CWD, por sus siglas en inglés), asociada con proteínas priónicas mal plegadas de cérvidos, sirve como modelo ideal para evaluar nuevas metodologías de RT-QuIC. En este estudio, investigamos la hipótesis no probada previamente de que la incorporación de nanopartículas en los ensayos RT-QuIC puede mejorar su velocidad y sensibilidad cuando se aplica a muestras biológicas.

Demostramos que agregar nanopartículas de sílice de 50 nm a los experimentos RT-QuIC (denominados Nano-QuIC) para el diagnóstico de CWD mejora drásticamente el rendimiento al reducir los tiempos de detección en 2,5 veces y aumentar la sensibilidad en 10 veces al superar el efecto de los inhibidores en complejos muestras de tejido

Fundamentalmente, no se observaron falsos positivos con estas nanopartículas de sílice de 50 nm, lo que demuestra la mayor confiabilidad y el potencial para la aplicación de diagnóstico de Nano-QuIC en la detección de proteínas mal plegadas.