Investigadores de la Ludwig-Maximilians-Universität München en Alemania han desarrollado una forma activada por luz de las enzimas que impulsan el ensayo de reacción en cadena de la polimerasa (PCR).

El ensayo ha ganado fama entre el público en general debido a su uso como herramienta de diagnóstico de COVID-19. La técnica podría conducir a alternativas a las enzimas activadas por calor actuales, que son difíciles de diseñar y crear, y no son adecuadas para enzimas que se dañan fácilmente con las altas temperaturas. El método puede ayudar a ampliar el alcance de lo que es posible con la PCR.

La PCR existe desde hace bastante tiempo, pero recientemente hemos llegado a depender en gran medida de ella como prueba de diagnóstico de COVID-19. El 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, ya que proporciona datos invaluables sobre la expresión genética.

Las enzimas que impulsan el ensayo de PCR son un poco meticulosas. Durante la preparación de la muestra, las enzimas pueden activarse y comenzar a trabajar, afectando potencialmente los resultados o arruinando la muestra. Para evitar esto, los investigadores suelen diseñar enzimas que solo se activarán una vez que alcancen una cierta temperatura. Estos se conocen como enzimas de «inicio 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 las pruebas de diagnóstico basadas en PCR, como la prueba para COVID-19, la solución es el desarrollo de una enzima hot-start, que no muestra actividad hasta que se alcanza una temperatura alta de activación”. El principal inconveniente de estos enfoques de arranque en caliente es que no se pueden utilizar para enzimas dañadas 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.

Para facilitar la creación de enzimas para los ensayos de PCR, se recurrió a las enzimas activadas por luz como alternativa. Las enzimas controladas por luz existen desde hace 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 encontrar una forma inteligente de bloquear la enzima y reactivarla con la luz», dijeron los investigadores.

Para lograr la activación por luz, los investigadores unieron un trozo de ADN a la enzima, lo que resultó en una enzima inactiva que se puede activar con un pulso de luz ultravioleta que libera a la enzima para que comience a actuar sobre su sustrato. Hasta ahora, el equipo ha demostrado que sus enzimas activadas por luz muestran un rendimiento similar o mejorado a los equivalentes de arranque en caliente.

«Esto definitivamente ayudará a producir mejores enzimas para uso biotecnológico y de diagnóstico», dijo Philip Tinnefeld, otro investigador involucrado en el estudio. «Además, las máquinas de PCR en tiempo real actuales ya incorporan fuentes de luz y podrían modificarse fácilmente para llevar estas enzimas al mercado en el corto plazo».

Por: Dalia Solano.

Fuentes:

Medgadget.
Light-Activated PCR Assay.