sábado, 30 de noviembre de 2024

Perfilado de microARNs en exosomas urinarios para la detección temprana de cáncer

   

  


Los microARNs (miARNs) son especies de ARN que han sido utilizadas como indicadores de distintos escenarios cancerígenos ya que se ha observado que difieren entre personas sanas y personas enfermas. Considerando el hecho de que las células cancerígenas pueden regular varios procesos biológicos mediante los miARNs, se estima que existe una relación entre el tipo de miARNs que circulan en el torrente sanguíneo y la forma de cáncer presente.

Un grupo de científicos en Japón estudiaron los exosomas, pequeñas vesículas extracelulares de alrededor de 200 nm de diámetro que actúan como vehículos de comunicación celular. Desarrollaron un nuevo método para la detección temprana del cáncer mediante el perfilado de miARNs encapsulados dentro de los exosomas. Los investigadores utilizaron nanoalambres de óxido de zinc para capturar y analizar más de 2,500 especies de miARNs exosomales en muestras de orina. Esta cantidad representa casi la totalidad de especies de los miARN que circulan en el torrente sanguíneo de los humanos. 

Los resultados sugieren que los miRNAs presentes en la orina no solo provienen de procesos normales de filtrado renal, sino que también pueden estar vinculados a la actividad tumoral, lo cual destaca el potencial de los miARNs urinarios como biomarcadores no invasivos para la detección temprana de cáncer. El análisis de datos reveló diferencias significativas en los niveles de expresión de varios miARNs entre pacientes con cáncer y personas sanas. Mediante un enfoque de aprendizaje artificial, los investigadores identificaron conjuntos específicos de miARNs que permitieron la construcción de un modelo predictivo con una precisión del 99%. 

Esta técnica de biopsia líquida es menos invasiva y más accesible que las técnicas basadas en sangre por lo que podría mejorar la capacidad de los médicos para identificar el cáncer en sus etapas iniciales, facilitando tratamientos más efectivos y aumentando las tasas de supervivencia.

Para mayores detalles consultar:

Anal. Chem.


martes, 19 de noviembre de 2024

Uniones de efecto túnel formadas por defectos de superficie a escala atómica que se comportan como picoantenas

 

https://www.science.org/cms/10.1126/sciadv.adn2295/asset/10afed9e-0b02-45dd-98b3-86b9f9027b1e/assets/images/large/sciadv.adn2295-f1.jpg


La manipulación de la luz a una escala inferior a su longitud de onda se logra mediante el confinamiento de campos electromagnéticos extremadamente grandes en nanoestructuras metálicas, que a su vez permiten resonancias localizadas de plasmones de superficie. 

Este es un tema de interés actual ya que los fluoróforos acoplados con las resonancias localizadas de plasmones de superficie emiten la luz de modo direccional. 

Por otra parte, las picocavidades plasmónicas (cavidades con un volumen inferior a 1 nm3 ) también pueden funcionar como antenas amplificadoras debido al confinamiento de un campo electromagnético extremadamente grande. Sin embargo, la dirección de sus emisiones de luz es difícil de controlar. 

En este trabajo, un equipo de investigadores de España demostró que la picocavidad que se forma entre la punta de oro de un microscopio de efecto túnel y una superficie de plata (1,1,1) con escalones monoatómicos produce perfiles de emisión direccional que demuestran la formación de picoantenas. Esta observación fue corroborada por cálculos de teoría electromagnética que mostraron que la direccionalidad de las emisiones se debe a la reconstrucción e inclinación de la superficie inducida por la interacción entre la punta del microscopio y un escalón de altura monoatómica. 

Estos resultados señalan nuevas rutas de investigación hacia dispositivos picofotónicos con estructuras texturizadas a escala atómica. Este comportamiento altamente anisotrópico podría resultar útil en campos asociados con sensores, información cuántica, almacenamiento de energía, entre otros.

Más información en:Science Advances


lunes, 4 de noviembre de 2024

Mecanismos de rotación de los granos en materiales nanocristalinos

 


Un material policristalino es un agregado rígido de cristalitos o “granos” monocristalinos con diferentes orientaciones cristalográficas. Sin embargo, los granos en este sólido rígido experimentan rotaciones durante la evolución de la microestructura. 

La rotación de los granos en condiciones casi rígidas se ha observado ampliamente en materiales nanocristalinos durante la recristalización, la deformación plástica y el crecimiento de los granos; afectando la cinética de crecimiento de los granos y la evolución de la textura cristalográfica.

Esta rotación de granos se ha descrito en términos de varios procesos mediados por las fronteras de grano (GB, del inglés grain boundary), tales como el escalado de dislocaciones de las GBs, su difusión, su deslizamiento y su migración acoplada a esfuerzos de cizalladura, entre otros. A pesar de décadas de investigación, los mecanismos dominantes que subyacen a la rotación de granos siguen siendo enigmáticos. 

Un grupo internacional de investigadores de Estados Unidos, Hong Kong, Alemania y Colombia, empleando películas delgadas de platino, presentaron evidencia directa de que la rotación de granos ocurre a través del movimiento de desconexiones (defectos lineales con características de escalón y dislocación) a lo largo de las GBs. Las películas de platino de 10 nm de espesor fueron obtenidas por erosión iónica con magnetrón sobre sustratos cristalinos de NaCl, posteriormente removidos empleando agua.

Mediante observaciones in situ, empleando la técnica de vanguardia de microscopía electrónica de transmisión de barrido en cuatro dimensiones (4D-STEM, del inglés four-dimensional scanning transmission electron microscopy), revelan la correlación estadística entre la rotación de los granos y el crecimiento o contracción de los mismos. Encuentran que la causa de las rotaciones se debe a la migración de las GBs acopladas a deformaciones de cizalladura que se establecen a través del movimiento de desconexiones. Tal mecanismo es corroborado por observaciones in situ empleando la técnica STEM de campo oscuro anular de ángulo ancho y el análisis asistido mediante simulación de dinámica molecular.

Estos hallazgos brindan información cuantitativa sobre la dinámica estructural de los materiales nanocristalinos, de importancia para mejorar la ingeniería y el diseño en sus aplicaciones tecnológicas.


Más información en Science