Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign e da Mayo Clinic projetou um novo tipo de sonda molecular que pode medir e contar o RNA em células e tecidos sem corantes orgânicos. A sonda é baseada na técnica de hibridização in situ fluorescente convencional (FISH), mas depende de pontos quânticos compactos para iluminar moléculas e células doentes, em vez de corantes fluorescentes.

Nos últimos 50 anos, A FISH evoluiu para uma indústria multibilionária porque efetivamente faz imagens e conta o DNA e o RNA em células individuais. Contudo, O FISH tem suas limitações devido à natureza delicada dos corantes. Por exemplo, os corantes se deterioram rapidamente e não são muito bons em imagens em três dimensões. Além disso, O FISH convencional só consegue ler algumas sequências de RNA ou DNA de cada vez.

"Substituindo as tinturas por pontos quânticos, não há nenhum problema de estabilidade e podemos contar com vários RNAs com maior fidelidade do que antes, "disse Andrew Smith, professor associado de Bioengenharia e membro da equipe de pesquisa. "Além disso, descobrimos um limite fundamental para o tamanho de um rótulo molecular nas células, revelando novas regras de design para análise em células. "

Em seu último artigo, publicado em 26 de outubro, 2018, na edição online de Nature Communications , Smith e sua equipe identificaram um tamanho ideal para pontos quânticos a fim de trabalhar efetivamente com o protocolo FISH. Esta descoberta permitiu que o FISH baseado em pontos quânticos correspondesse às precisões de rotulagem atualmente obtidas com corantes orgânicos.

A equipe criou pontos quânticos exclusivos feitos de zinco, selênio, cádmio, e liga de mercúrio e são revestidos com polímeros. "O núcleo do ponto dita o comprimento de onda de emissão, e o escudo dita quanta luz será emitida, "disse Smith, que também é afiliado ao Laboratório de Micro + Nanotecnologia, Carle Illinois College of Medicine, e Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade de Illinois.

Esses pontos podem emitir cores independentemente do tamanho da partícula, o que não é o caso dos pontos quânticos convencionais. Os pontos também são pequenos o suficiente (7 nanômetros) para caber em uma sonda que pode manobrar entre as proteínas e o DNA em uma célula, tornando-os mais comparáveis ​​em tamanho aos corantes usados ​​nas sondas FISH convencionais.

Em experimentos com células HeLa e células de câncer de próstata, os pesquisadores descobriram que as contagens de células FISH baseadas em corantes diminuíram rapidamente em minutos. O método FISH baseado em pontos quânticos forneceu luminescência de longo prazo para permitir a contagem de RNA por mais de 10 minutos, tornando possível adquirir imagens de células 3-D.

"Isso é importante porque as imagens de células e tecidos são adquiridas fatia a fatia em sequência, então as fatias posteriores que são rotuladas com corantes são esgotadas antes de poderem ser visualizadas, "disse Smith.