Detectando câncer precocemente, assim como as mudanças estão começando no DNA, pode melhorar o diagnóstico e o tratamento, bem como aumentar a nossa compreensão da doença. Um novo estudo realizado por pesquisadores da Universidade de Illinois descreve um método para detectar, contar e mapear pequenas adições ao DNA chamadas metilação, que pode ser um sinal de alerta de câncer, com resolução sem precedentes.

O método enfia fitas de DNA através de um pequeno orifício, chamado de nanopore, em uma folha de material atomicamente fina com uma corrente elétrica passando por ela. O estudo foi publicado na edição inaugural da revista. Materiais e aplicações npj 2D , um novo jornal da Nature Press.

"Uma ou algumas metilação não é grande coisa, mas se houver muitos deles e eles forem embalados juntos, então é ruim, "disse o líder do estudo Jean-Pierre Leburton, professor de engenharia elétrica e de computação em Illinois. "A metilação do DNA é na verdade um processo inicial para o câncer. Portanto, queremos detectar quantos deles existem e quão próximos estão. Isso pode nos dizer em que estágio o câncer está."

Outras tentativas de usar nanoporos para detectar metilação foram limitadas na resolução. Os pesquisadores começam abrindo um pequeno orifício em uma folha plana de material com apenas um átomo ou molécula de espessura. O poro é submerso em uma solução de sal e uma corrente elétrica é aplicada para conduzir a molécula de DNA através do poro. Quedas no atual alerta aos pesquisadores de que um grupo metil está passando. Contudo, quando dois ou três estão próximos, o poro o interpreta como um sinal, Leburton disse.

O grupo de Illinois tentou uma abordagem ligeiramente diferente. Eles aplicaram uma corrente diretamente na folha condutora ao redor do poro. Trabalhando com Klaus Schulten, um professor de física em Illinois, O grupo de Leburton no Instituto Beckman de Ciência e Tecnologia Avançada de Illinois usou simulações de computador avançadas para testar a aplicação de corrente a diferentes materiais planos, como grafeno e dissulfeto de molibdênio, como DNA metilado foi inserido.

"Nossas simulações indicam que medir a corrente através da membrana, em vez de apenas a solução ao redor dela, é muito mais preciso, "Leburton disse." Se você tem duas metilação juntas, mesmo a apenas 10 pares de bases de distância, você continua a ver duas quedas e nenhuma sobreposição. Também podemos mapear onde eles estão na vertente, para que possamos ver quantos existem e onde estão. "

O grupo de Leburton está trabalhando com colaboradores para melhorar o threading de DNA, reduzir o ruído do sinal elétrico e realizar experimentos para verificar suas simulações.