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Por que o microRNA (miRNA) pode se tornar uma ferramenta preditiva para câncer e doenças cardiovasculares?
Com o avanço contínuo da tecnologia biomédica, o microRNA (miRNA) tornou-se gradualmente uma ferramenta fundamental para o diagnóstico e a previsão de câncer e doenças cardiovasculares. Esses pequenos RNAs não codificantes não apenas desempenham papéis importantes na regulação genética, mas também fornecem informações importantes em vários processos fisiológicos e patológicos. Estudos mostram que a tecnologia de detecção de miRNA está se tornando cada vez mais madura, especialmente com o desenvolvimento de novos biossensores, o que permitiu que a detecção de miRNA fosse ainda mais aprimorada em sensibilidade e especificidade, fornecendo novas esperanças para o diagnóstico precoce de pacientes e monitoramento das respostas ao tratamento.
Conceitos básicos de miRNA
MicroRNAs são uma classe de pequenos RNAs não codificantes com um comprimento entre 18 e 25 pares de bases. Eles podem regular a expressão genética pós-transcricionalmente, estão amplamente presentes em animais e plantas e têm efeitos regulatórios sobre mecanismos celulares. Os miRNAs não só estão intimamente relacionados a uma variedade de doenças, como câncer e doenças cardiovasculares, como também são abundantes em fluidos corporais, como saliva, urina e sangue, o que torna o processo de detecção menos invasivo e mais confortável para os pacientes.
Avanços na tecnologia de detecção de miRNA
Já em 1993, o biólogo Victor Ambros isolou o primeiro miRNA (lin-4) de Caenorhabditis elegans, e várias tecnologias de detecção surgiram desde então. Embora o Northern blotting tradicional tenha alta especificidade, ele tem baixa sensibilidade e consome muito tempo. Em comparação, a reação em cadeia da polimerase com transcrição reversa em tempo real (RT-PCR) tem maior sensibilidade e especificidade, mas sua complexidade e alto custo continuam sendo um grande desafio.
Nos últimos anos, a tecnologia de detecção de miRNA entrou gradualmente na era de alto rendimento, o que nos fornece uma nova perspectiva para entender o diagnóstico precoce e o prognóstico de doenças.
Princípio do biossensor de miRNA
O biossensor de miRNA consiste principalmente em três componentes básicos, a saber, o elemento de biorreconhecimento, o transdutor e o processador de sinal. O elemento de biorreconhecimento detecta especificamente miRNAs específicos, e o transdutor converte os sinais reconhecidos em dados mensuráveis. Posteriormente, o processador de sinal amplifica e processa os dados e finalmente produz um resultado visual.
Especificidade e sensibilidade do miRNA
A especificidade do miRNA se refere à capacidade de um biossensor de identificar com precisão um miRNA específico em uma amostra com múltiplos componentes. Como as sequências genéticas dos miRNAs podem diferir em apenas um nucleotídeo, projetar um biossensor altamente específico se tornou um desafio. Grande desafio. Além disso, sensibilidade se refere à capacidade de detectar baixas concentrações de miRNA em uma amostra, o que geralmente envolve o aprimoramento de elementos de reconhecimento e tecnologias de amplificação de sinal.
Vantagens dos biossensores eletroquímicos
Biossensores eletroquímicos têm vantagens significativas no campo da detecção de miRNA. Eles podem reduzir os custos de produção por meio de dispositivos eletrônicos simples e têm potencial de aplicação em muitos campos, como testes ambientais, clínicos e de alimentos. A detecção eletroquímica é baseada na medição de alterações nas propriedades dos eletrodos, possibilitando a análise de biossensores em tempo real.
Os dados mostram que biossensores que usam materiais avançados, como nanopartículas de ouro, podem aumentar a sensibilidade de detecção ao nível picomolar (pM).
Desenvolvimento de biossensores ópticos e mecânicos
Os biossensores ópticos de miRNA usam sinais ópticos para converter resultados de detecção e demonstraram boa sensibilidade e especificidade. Biossensores mecânicos usam tecnologias como microscopia de força atômica para obter resultados de detecção relacionados ao miRNA, o que é particularmente eficaz para a detecção de várias amostras de câncer.
Direção de desenvolvimento futuro
No futuro, a tecnologia de detecção de miRNA pode integrar ainda mais diversas tecnologias e se desenvolver em uma plataforma de detecção múltipla para detectar simultaneamente os níveis de expressão de vários miRNAs, o que mudará profundamente o diagnóstico precoce e a previsão de doenças. Além disso, a tecnologia baseada em CRISPR também demonstrou grande potencial, permitindo a detecção de layout sem a necessidade de amplificação, melhorando significativamente a eficiência da detecção.
Com o avanço da tecnologia, qual papel a pesquisa de miRNA desempenhará no diagnóstico precoce e tratamento de câncer e doenças cardiovasculares? Ela se tornará um tópico quente em pesquisas futuras?
