Esta técnica, desarrollada por investigadores liderados por la Universidad de Cambridge, utiliza muestras de ARN estiradas hasta obtener formas utilizables y pequeños orificios de vidrio conocidos como nanoporos, para analizar secciones de ARN que se han multiplicado mucho más allá de su longitud normal.
Estas repeticiones expandidas interrumpen el funcionamiento de la célula y pueden desencadenar afecciones conocidas como trastornos por expansión de repeticiones, que afectan aproximadamente a una de cada 280 personas. Los científicos afirman que hasta el 90 % de las personas con estos trastornos no están diagnosticadas, lo que pone de manifiesto la necesidad de una prueba rápida y asequible para determinar el tamaño de las repeticiones.
El ADN genómico de nuestras células contiene numerosos fragmentos de secuencias repetitivas simples, pero en los trastornos por expansión de repeticiones, el tamaño de la expansión suele influir en la aparición y la gravedad de la enfermedad. Sin embargo, medir estas expansiones es extremadamente difícil.
“El ARN es increíblemente informativo en cuanto a lo que puede revelarnos sobre los trastornos que queremos estudiar, pero también es increíblemente frágil y a menudo difícil de estudiar”, afirmó el autor principal, Gerardo Patiño-Guillén, del Laboratorio Cavendish de Cambridge. “Las técnicas actuales se diseñaron para el ADN, por lo que suelen perder la información del ARN que indica la presencia de enfermedades. Queríamos solucionar eso”.
La medición de las expansiones de repeticiones en tándem generalmente se basa en la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), que muchos recordarán de la pandemia de COVID-19. Sin embargo, la PCR puede distorsionar la longitud real de la sección repetida, mientras que los métodos de secuenciación más recientes suelen presentar errores en dichas secciones.
Determinar con precisión el tamaño de las expansiones de repeticiones es fundamental para el diagnóstico, ya que los síntomas suelen depender del tamaño de la región repetida. Por ejemplo, las personas con alrededor de 50 repeticiones en el gen DMPK —el umbral para la distrofia miotónica tipo 1, la distrofia muscular más común en adultos— pueden presentar solo síntomas leves. Sin embargo, cualquier aumento adicional en las secciones repetidas puede incrementar significativamente el riesgo de una forma más grave de la enfermedad, que podría transmitirse a los hijos.
En el síndrome de hipoventilación central congénita, otro trastorno de expansión de repeticiones, una diferencia de tan solo seis repeticiones puede determinar si un recién nacido tiene un control respiratorio normal o si experimenta una insuficiencia respiratoria peligrosa durante el sueño.
En colaboración con colegas de la Universidad de Belgrado en Serbia, los investigadores de Cambridge estiraron moléculas de ARN para formar nanoestructuras marcadas utilizando fragmentos cortos de ADN, y luego hicieron pasar estas estructuras a través de un nanoporo. A medida que las moléculas atravesaban el poro, generaban una señal eléctrica cuyo patrón correspondía a la forma del ARN, incluyendo la cantidad de repeticiones que contenía.
Este método de origami de ARN logró una resolución de tan solo 18 nucleótidos —los componentes básicos del ARN y el ADN—, suficiente para diferenciar las secciones repetitivas sanas de las asociadas a enfermedades. Los resultados se publican en la revista Nature Communications .
Patiño-Guillén afirma que la capacidad de detectar diferencias tan sutiles con cantidades mínimas de ARN es particularmente importante, dado que las cantidades de material de pacientes suelen estar disponibles en entornos clínicos. «Una de las razones por las que nuestros colaboradores en Serbia estaban interesados es que solo necesitamos cantidades extremadamente pequeñas de ARN para obtener un buen resultado», explicó.
Si bien el equipo ha obtenido resultados prometedores en el laboratorio, esperan perfeccionar su tecnología hasta el punto de poder implementarla a escala comercial. Aún no han realizado pruebas con muestras de pacientes, y la plataforma debe ampliarse para que muchos nanoporos operen en paralelo, requisito indispensable para obtener resultados con la rapidez necesaria para diagnósticos rutinarios.
La empresa derivada de la universidad, Cambridge Nucleomics, cofundada por el autor principal, el profesor Ulrich Keyser, también del Laboratorio Cavendish, está desarrollando el método para convertirlo en una plataforma de diagnóstico.
Si bien es poco probable que esta técnica reemplace de inmediato las pruebas de diagnóstico rutinarias basadas en PCR, podría complementar la tecnología de secuenciación al proporcionar pruebas rápidas y específicas capaces de determinar el tamaño de la expansión para familias que se sabe que portan trastornos de expansión de repeticiones, o para médicos que necesitan respuestas rápidas.
A largo plazo, Patiño-Guillén ve potencial en el seguimiento de la respuesta a las terapias modificadoras de la enfermedad que se espera que se aprueben para los trastornos de expansión repetida en los próximos años.
“Contamos con una plataforma molecular muy sólida”, afirmó. “Tenemos confianza en su capacidad para funcionar en muestras controladas. El próximo reto es demostrar que funciona igual de bien en muestras clínicas”.
La investigación fue financiada en parte por el Consejo Europeo de Investigación, la Unión Europea y el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas (EPSRC), que forma parte de UK Research and Innovation (UKRI). Gerardo Patiño-Guillén es miembro del Churchill College de Cambridge.
Referencia:
Gerardo Patino Guillen et al. ‘Cuantificación de repeticiones en tándem de ARN asociadas a enfermedades mediante detección por nanoporos ‘. Nature Communications (2026) DOI: 10.1038/s41467-026-72819-5
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Fuente: Universidad de Cambridge
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