NIST modelo membrana celular estudiado como futura herramienta de diagnóstico 30 de enero 2014 por Michael E. Newman
Micrografía electrónica de barrido de Gardnerella vaginalis bacterias. Crédito: KK Jefferson / Virginia Commonwealth University
Los investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) y en Lituania han utilizado un modelo de laboratorio desarrollado por el NIST de una membrana celular simplificada para detectar y medir una proteína asociada con una enfermedad grave ginecológica, la vaginosis bacteriana (VB) con precisión, por lo extraordinariamente concentraciones bajas. El trabajo ilustra cómo la membrana artificial se podría utilizar para mejorar el diagnóstico de la enfermedad.
Causada por la bacteria Gardnerella vaginalis, BV es un problema de salud muy común en las mujeres y se ha relacionado con la infertilidad, los resultados adversos del embarazo, infecciones post-quirúrgicas y un mayor riesgo de contraerenfermedades de transmisión sexual . Diagnóstico actual se basa en cultivos de laboratorio, de trabajo intensivo y un tanto inconsistente que consumen mucho tiempo o ensayos inmunológicos.
En un artículo reciente en la revista PLoS One , los investigadores del NIST y la Universidad de Vilna (Vilna, Lituania) informaron de que fueron capaces de revelar la presencia de G. vaginalis mediante la detección rápida y cuantificar vaginolysin (VLY), una toxina proteica producida exclusivamente por las bacterias, usando el modelo del NIST de las membranas celulares conocidos como una bicapa de la membrana lipídica anclada (tBLM).
El NIST tBLM es una hoja de dos capas de moléculas de lípidos simples análogas a las estructuras más complejas que forman la capa exterior de las células animales. La membrana está anclado a un sustrato con "correas de sujeción" moleculares que permiten que sea rodeado, superior e inferior, por los fluidos celulares típicos. Los investigadores pueden utilizar el modelo para estudiar cómo diversos factores, tales como proteínas, afectan a la integridad de la membrana lipídica.
En la naturaleza, la proteína se une a VLY membranas y las formas que contienen colesterol poros en la estructura, haciendo que la célula se abrió de golpe y muere.Los investigadores prepararon una línea de pesca molecular por el cebo su membrana de laboratorio con el colesterol en concentraciones que van del 0 por ciento (que sirve como control) a 40 por ciento. Proteínas VLY enganchados por el colesterol amablemente crean poros en las membranas de las pruebas, que a su vez alteran el comportamiento electroquímico de las membranas de una manera que se podría detectar en tiempo real mediante una técnica sensible llamada espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS).
Los investigadores encontraron que podían detectar la presencia de VLY hasta 28 nanogramos (mil millonésimas de gramo) por mililitro, una mejora de cuatro veces más que los métodos de detección de anticuerpos que se utilizan actualmente. La velocidad de detección también es más rápido, con el sistema de tBLM-EIS dando resultados en horas en lugar de días. Adicionalmente, diferente de G. vaginalis cepas producen diferentes cantidades de VLY, por lo que en muchos casos, las lecturas de EIS correspondientes pueden ayudar a definir el tipo específico de bacterias presentes en una infección.
Ahora que han demostrado la viabilidad del sistema de detección tBLM-EIS, los investigadores planean comenzar las pruebas en muestras clínicas a principios de este año.
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