Une interaction complexe de composants moléculaires régit presque tous les aspects des sciences biologiques - développement d'organismes sains, progression de la maladie, et l'efficacité des médicaments dépendent toutes de la façon dont les molécules de la vie interagissent dans le corps. La compréhension de ces interactions biomoléculaires est essentielle pour la découverte de nouvelles, des thérapies et des diagnostics plus efficaces pour traiter le cancer et d'autres maladies, mais exige actuellement que les scientifiques aient accès à des équipements de laboratoire coûteux et élaborés.
Maintenant, une nouvelle approche développée par des chercheurs du Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering, Le Boston Children's Hospital et la Harvard Medical School promettent un moyen beaucoup plus rapide et plus abordable d'examiner le comportement biomoléculaire, ouvrant la porte aux scientifiques de pratiquement n'importe quel laboratoire du monde entier pour se joindre à la quête de la création de meilleurs médicaments. Les résultats sont publiés dans le numéro de février de Méthodes naturelles .
"Analyse des interactions bio-moléculaires, pierre angulaire de la recherche biomédicale, se fait traditionnellement à l'aide d'équipements qui peuvent coûter des centaines de milliers de dollars, " a déclaré Wesley P. Wong, membre du corps professoral associé de Wyss, Doctorat., auteur principal de l'étude. « Plutôt que de développer un nouvel instrument, nous avons créé un outil à l'échelle nanométrique fabriqué à partir de brins d'ADN qui peut détecter et signaler le comportement des molécules, permettant à presque tout le monde d'effectuer des mesures biologiques, en utilisant uniquement des réactifs de laboratoire courants et peu coûteux."
Wong, qui est également professeur adjoint à la Harvard Medical School dans les départements de chimie biologique et de pharmacologie moléculaire et de pédiatrie et chercheur au programme de médecine cellulaire et moléculaire du Boston Children's Hospital, appelle les nouveaux outils DNA "nanoswitches".
Les nanocommutateurs comprennent des brins d'ADN sur lesquels des molécules d'intérêt peuvent être stratégiquement attachées à divers endroits le long du brin. Interactions entre ces molécules, comme la liaison réussie d'un composé médicamenteux avec sa cible prévue, tel qu'un récepteur de protéine sur une cellule cancéreuse, faire passer la forme du brin d'ADN d'une forme ouverte et linéaire à une boucle fermée. Wong et son équipe peuvent facilement séparer et mesurer le rapport des nanocommutateurs d'ADN ouverts par rapport à leurs homologues fermés par électrophorèse sur gel, une procédure de laboratoire simple déjà utilisée dans la plupart des laboratoires, qui utilise des courants électriques pour pousser des brins d'ADN à travers de petits pores dans un gel, les trier en fonction de leur forme
"Nos nanocommutateurs d'ADN réduisent considérablement les obstacles à la réalisation de mesures traditionnellement complexes, " a déclaré le co-premier auteur Ken Halvorsen, anciennement du Wyss Institute et actuellement scientifique au RNA Institute de l'Université d'Albany. "Toutes ces fournitures sont couramment disponibles et les expériences peuvent être effectuées pour quelques centimes par échantillon, ce qui est une comparaison stupéfiante avec le coût des équipements conventionnels utilisés pour tester les interactions bio-moléculaires. »
Pour encourager l'adoption de cette méthode, Wong et son équipe offrent du matériel gratuit à leurs collègues qui voudraient essayer d'utiliser leurs nanocommutateurs ADN.
"Nous avons non seulement créé des kits de démarrage, mais nous avons défini un protocole étape par étape pour permettre à d'autres de mettre immédiatement en œuvre cette méthode de recherche dans leurs propres laboratoires, ou des salles de classe", a déclaré le co-premier auteur Mounir Koussa, un doctorat candidat en neurobiologie à la Harvard Medical School.
"Wesley et son équipe se sont engagés à avoir un impact sur la façon dont la recherche biomoléculaire est effectuée à un niveau fondamental, comme en témoignent leurs efforts pour rendre cette technologie accessible aux laboratoires du monde entier, " a déclaré le directeur fondateur du Wyss Institute, Donald Ingber, MARYLAND., Doctorat., qui est également professeur de biologie vasculaire Judah Folkman au Boston Children's Hospital et à la Harvard Medical School et professeur de bio-ingénierie à Harvard SEAS. "Les chercheurs biomédicaux du monde entier peuvent commencer à utiliser cette nouvelle méthode immédiatement pour étudier comment les composés biologiques interagissent avec leurs cibles, en utilisant des fournitures couramment disponibles à très faible coût."
