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PCR digital de gotas (ddPCR)

Labcorp ahora ofrece tecnología ddPCR para permitir la cuantificación de ácidos nucleicos con ultrasensibilidad y alta precisión utilizando el sistema QX200 de Bio-Rad. La ddPCR permite la cuantificación absoluta de dianas moleculares que son indetectables con las técnicas tradicionales.

¿Cómo funciona la ddPCR?

La técnica de ddPCR se basa en la partición de muestras de ácido nucleico en decenas de miles de microgotas de volumen definido en una emulsión de agua y aceite. La amplificación de las secuencias de ácidos nucleicos diana se lleva a cabo dentro de cada microgota utilizando un flujo de trabajo y reactivos similares a los utilizados en un ensayo estándar basado en sondas TaqMan®. Según la detección de fluorescencia después de la amplificación, cada microgota se cuenta y se califica como PCR-positiva o PCR-negativa. La concentración objetivo de la plantilla de ADN/ARN (copias/μl) en la muestra original se cuantifica utilizando una distribución de Poisson.1,2

Aplicaciones de la ddPCR:

  • Cuantificar el número de secuencias de CAR integradas en muestras de terapia celular
  • Cuantificar el número de secuencias de CAR en la sangre/tejidos de los sujetos del estudio a lo largo del tiempo
  • Cuantificar el número de construcciones de sobreexpresión integradas en células/tejidos después de la administración de genes
  • Detectar y cuantificar el ADN tumoral circulante (ctDNA) en la sangre
  • Cuantificar bacterias terapéuticas en tejidos/tumores
  • Evaluar la carga mutacional tumoral cuantificando la inestabilidad de microsatélites
  • Detectar mutaciones raras en oncogenes o genes supresores de tumores como BRCA1, BRCA2, TP53, HER2, RAS, RB1, APC, ErbB2, PI3KCA, MYC o CCND1
  • Determinar la variación del número de copias entre las muestras
  • Medir pequeñas diferencias en los niveles de expresión génica entre muestras/tratamientos
  • Genotipado de SNP
  • Análisis de carga viral/título
  • Detección de microbios/patógenos
  • Cuantificación de bibliotecas de secuenciación de próxima generación
  • Verificar/cuantificar eventos de edición genómica (NHEJ y HDR de CRISPR) 

Ventajas de la ddPCR sobre la qPCR:

  • Cuantificación absoluta de ácidos nucleicos sin necesidad de curvas estándar o diluciones en serie
  • La ddPCR ofrece una mayor precisión, ya que genera decenas de miles de reacciones de PCR de partición para cada muestra en comparación con la qPCR
  • Mayor precisión, robustez y sensibilidad en la detección de copias de ácido nucleico objetivo menos abundantes
  • Monitorización de cambios sutiles en los niveles de ácido nucleico objetivo entre muestras que no pueden detectarse con PCR en tiempo real
  • Cuantificación simplificada sin necesidad de referencias o estándares de calibración
  • Pequeño requisito de volumen de muestra

Preguntas frecuentes sobre ddPCR

La ddPCR puede medir cantidades absolutas de secuencias de ácidos nucleicos por volumen de muestra sin extrapolaciones de curvas estándar o estándares de referencia. Puede detectar pequeños cambios en volúmenes de muestra muy bajos que pueden no detectarse mediante qPCR. Los resultados de ddPCR son más exactos, sensibles y precisos que los resultados de qPCR debido a los miles de puntos de datos para cada muestra.

La ddPCR puede detectar cualquier tipo de secuencias de ADN o ARN para las que se puedan construir cebadores y sondas, como ctDNA, cfDNA/ARN, mRNA, rRNA, snRNA, snoRNA, miRNA o siRNA.

En ddPCR se puede utilizar cualquier muestra que contenga secuencias de ADN o ARN, como lisados celulares y tisulares, tejidos, fluidos biológicos (sangre, líquido cefalorraquídeo, lágrimas, orina, saliva, etc.), sobrenadantes celulares o productos de ácidos nucleicos sintéticos.

Al igual que la qPCR, una ejecución típica dura unas cuatro horas. El flujo de trabajo de ddPCR requiere un paso adicional para crear las decenas de miles de microgotas de aceite de tamaño nanolitro. Sin embargo, el tiempo adicional para este paso se ve anulado por el análisis digital simplificado del lector de ddPCR.

Las muestras que consisten en ADN/ARN extraído/aislado/purificado se pueden correr y analizar con el Bio-Rad QX200 ddPCR System de inmediato. Los sobrenadantes celulares y los lisados celulares/tisulares requerirán extracción/aislamiento/purificación de ADN o ARN antes de que se pueda realizar el ensayo ddPCR. Para garantizar la seguridad del personal del laboratorio de Labcorp, los tejidos, los fluidos biológicos y los sobrenadantes celulares requerirán pruebas obligatorias de patógenos antes de su manipulación en los laboratorios de Labcorp. Además, todos los materiales de origen humano (tejidos o fluidos corporales), microorganismos o virus, productos creados en sistemas biológicos con contaminación potencial por riesgo biológico y moléculas de ácido nucleico recombinantes y/o sintéticas requieren la cumplimentación de un Formulario de Registro de Bioseguridad y la posterior aprobación por parte del Comité de Bioseguridad de Labcorp PCO antes de la manipulación de los materiales.

Si no está extrayendo/aislando/purificando el ADN/ARN antes de enviar las muestras para ddPCR, Labcorp PCO recomienda proteger/estabilizar/preservar los ácidos nucleicos en muestras de células y tejidos con una solución de preservación de ácido nucleico (como RNAlater®, DNA/RNA ShieldTM o RNAprotect®) antes de congelarlas y enviarlas.

Todas las muestras deben enviarse congeladas en una caja aislada con hielo seco.

Referencias

1. Sistema de PCR digital de gota QX200. BIO-RAD. https://www.bio-rad.com/en-us/life-science/digital-pcr/qx200-droplet-digital-pcr-system.

2. Taylor SC, Laperriere G, Germain H. PCR digital de gotas versus qPCR para el análisis de expresión génica con objetivos poco abundantes: desde datos variables sin sentido hasta datos de calidad de publicación. Sci Rep. 2017;7:2409. doi:10.1038/s41598-017-02217-x.