Melhor Equipamento de Extração de RNA em Testes de SARS-CoV-2

O seu laboratório ou centro de testes médicos está equipado com a melhor máquina de extração de RNA para testes rápidos e para garantir resultados precisos em todas as situações?

Esperamos que a resposta à pergunta acima tenha sido sim, e se não estiver a usar as melhores máquinas de extração de ARN para testar a COVID-19, leia este guia.

Por mais que possa ter ouvido falar dos muitos tipos de equipamento caro que poderia estar a usar para testar a COVID-19, precisa das melhores destas máquinas para testes eficientes.

A COVID-19 ou doença do coronavírus 2019 continua a ser um dos maiores desafios para as populações em todo o mundo. À medida que são implementadas medidas para reduzir a propagação, aumentar o número de indivíduos vacinados e procurar vacinas mais eficazes e possivelmente tratamentos, devido à elevada taxa de mutação, a doença continua a ser um grande problema. A doença COVID-19 é causada pelo coronavírus 2 da síndrome respiratória aguda grave ou SARS-CoV-2.

Até à data, os testes e a deteção do vírus causador da doença são realizados através da RT-PCR (Reação em Cadeia da Polimerase com Transcrição Reversa), encomendada pelo CDC, um teste que deteta o ADN viral na amostra. Infelizmente, a RT-PCR não é 100 % eficiente devido à extração do ARN, que continua a ser um grande obstáculo ao processo.

Na sua maioria, a simplificação dos procedimentos de teste tem visto métodos que contornam a extração de RNA através da utilização de RT-PCR em amostras lisadas ou inativadas pelo calor. Embora a inativação pelo calor tenha tido resultados bons e fiáveis em geral, os processos de RT-PCR não são apenas demorados e laboriosos, mas os passos adicionais envolvidos aumentam a margem de erro. Isto levou a uma ênfase crescente na utilização de protocolos que envolvam kits de purificação de RNA.

Tendo isto em mente, é natural que a utilização de máquinas de extração de RNA aumente a eficiência dos testes de COVID-19. Embora a extração de RNA seja uma das rotinas mais recentes, tem uma promessa imensa de grande sucesso nos testes de COVID-19/ SARS-CoV-2.

O que é a extração de RNA?

O ADN e o ARN são os elementos essenciais para a expressão génica, mas também apresentam diferenças estruturais, tal como sugerem os seus nomes. O ADN é de dupla hélice, enquanto o ARN é de cadeia simples. Devido às diferenças nas estruturas destes ácidos nucleicos, é difícil isolar o ARN do ADN, entre outros componentes celulares. A extração bem-sucedida de ARN depende não só da remoção ou destruição das RNases, que são as enzimas que degradam as moléculas de ARN, mas também de sistemas de alta tecnologia para o manuseamento cuidadoso das amostras de ARN extraídas.

Obter o RNA da melhor qualidade, o processo mais crítico na maioria dos processos moleculares, incluindo RT-PCR, a isolamento de RNA e a geração dos resultados mais biologicamente relevantes e sensíveis, significaria utilizar o melhor equipamento ou dispositivos de extração de RNA.

Por outras palavras, a extração de RNA refere-se à purificação do RNA de cadeia simples a partir das amostras biológicas/celulares recolhidas.

Como Funciona a Extração de RNA?

Apesar das semelhanças estruturais próximas entre os ácidos desoxirribonucleicos (DNA) e os ácidos ribonucleicos (RNA), os procedimentos de extração que se aplicam ao DNA não funcionam para a extração de RNA. Existem três passos principais envolvidos:

1. Lise celular e inibição de RNase
2. Remoção de ADN
3. Isolamento de RNA

Lise celular e a inibição da atividade da RNase (as enzimas que degradam moléculas de RNA).

Os kits de extração de RNA requerem frequentemente a homogeneização do tecido da amostra num tampão constituído por detergentes e um agente desnaturante de RNase que irá lisar (desagregrar) as células, inibindo a atividade da RNase. Este é considerado o passo mais importante na extração de RNA porque resulta na desativação da RNase endógena.

Tendo isto em mente, o processo de extração envolve o uso de desnaturantes muito fortes como sais de guanídio que irão perturbar as células da amostra, ao mesmo tempo que solubilizam os componentes celulares e, subsequentemente, desnaturam a RNase endógena. Os principais agentes desnaturantes utilizados incluem o cianato de guanidínio e também a sarcosina e o β-mercaptoetanol.

Remoção de ADN.

Aqui, os componentes celulares lisados sofrem tratamento das amostras celulares com a enzima DNase I, embora existam opções não enzimáticas. Alguns destes métodos não enzimáticos envolvem a utilização de componentes de líquido-líquido ou extrações como soluções eliminadoras de gDNA ou as extrações em fase sólida que envolvem a utilização de dispositivos conhecidos como colunas de centrifugação eliminadoras de gDNA.  

Isolamento do ARN total extraído.

Muitas vezes, o ARN total recolhido conterá entre 1% e 5% de ARNm. Após a remoção do ADN, podem ser utilizados diferentes métodos para garantir o isolamento bem-sucedido do ARN. Tal como na remoção do ADN, existem vários métodos de isolamento de ARN. As opções mais comuns são kits comerciais, como os kits de extração líquido-líquido compostos por substâncias como o TRIzol ou o fenol-clorofórmio.

Existem também métodos de extração em fase sólida, sendo que o método mais comum para o isolamento de RNA em fase sólida é a membrana à base de sílica ou a utilização de tecnologias de pérolas paramagnéticas. A separação ou isolamento de RNA depende de centrífugas e de soluções de clorofórmio e fenol que formam uma fase aquosa superior com os ácidos nucleicos. A fase inferior da centrífuga contém as proteínas celulares.

Portanto, para onde vai o DNA durante a extração de RNA? Estes dois ácidos nucleicos são separados com sucesso pela presença de um pH que é inóspito para o DNA durante a fase aquosa. O acetato de sódio é frequentemente adicionado à solução, criando um ambiente ácido que torna o DNA orgânico enquanto o RNA permanece numa fase aquosa. Tenha em mente que tanto o RNA como o DNA estão em forma/fase aquosa/em condições neutras. O isopropanol é então adicionado para a precipitação das moléculas de RNA extraídas.

Geralmente, os kits de isolamento de RNA são manuais, mas existem robôs de manuseamento de líquidos em instalações de grande escala que garantem ensaios de alto débito e elevadas taxas de processamento.

Note, contudo, que independentemente do método de isolamento de RNA utilizado, é necessário empregar as melhores ferramentas para determinar com precisão a quantidade de RNA recuperado, especialmente antes da análise a jusante da expressão génica, onde esta é a razão para a extração de RNA. Geralmente, a quantidade de RNA recolhido é quantificada através de métodos como a fluorometria e a espectrofotometria – estes métodos são específicos para corantes de RNA e específicos para UV, respetivamente.

Qual é a diferença entre extração de DNA e extração de RNA?

Existem muitas diferenças entre a extração de RNA e ADN, mas a principal reside nos níveis de PH necessários para a extração de RNA ou ADN.

A extração de ADN ocorre em condições ligeiramente alcalinas, a um PH 8, enquanto a extração de ARN ocorre em condições ácidas, a um PH 4,7. A razão para as diferenças no PH é que o ADN se desnatura e subsequentemente se move para uma fase orgânica em condições ácidas. Por outro lado, o ARN sofre hidrólise alcalina em condições alcalinas devido ao 2’OH presente no açúcar ribose do ARN.

Com esta informação em mente, a extração de ADN e ARN envolve dois procedimentos distintos. Existem também procedimentos diferentes envolvidos na isolação e purificação de ARN e ADN.

A outra diferença entre a extração das moléculas de RNA e DNA é que, enquanto o DNA extraído pode ser armazenado em lotes para uso posterior, a extração de RNA só deve ocorrer quando o RNA for necessário, razão pela qual a extração de RNA ocorre antes do processo subsequente necessário. O armazenamento de RNA só é possível a -80 graus Celsius, enquanto o de DNA é a -20 graus Celsius para armazenamento a longo prazo.

Vantagens e Desvantagens dos Métodos de Extração de DNA/RNA?

Vantagens

• Os métodos automatizados e avançados de extração de ADN e ARN garantem grandes poupanças em termos de tempo e outros recursos necessários.
• Com a atual pandemia global, os novos/avançados métodos de extração de ADN garantem resultados fiáveis e rápidos.
• A extração de RNA é essencial para testar o sangue e outros fluidos como o líquido cefalorraquidiano. A análise de amostras com ADN e ARN resulta em testes inibidos devido ao elevado teor de heme e a outras moléculas/constituintes não identificados.

Desvantagens

• Os métodos e máquinas de extração de ADN e ARN são caros
• Alguns métodos são mais eficazes do que outros

Melhor Máquina de Extração de RNA no Mercado

Agora que já sabemos tudo sobre o processo de extração de RNA, vamos analisar algumas das melhores máquinas de extração. Estas máquinas de extração de RNA são ferramentas excelentes e necessárias nos testes de COVID-19, que dependem de testes feitos nas cadeias de RNA das amostras do SARS-CoV-2.

Contudo, a melhor parte de investir nas melhores máquinas de extração de RNA é que estas máquinas garantem a automatização dos processos de extração de RNA, quer a partir de tecidos quer de amostras celulares.

Com a integridade e a pureza das amostras de RNA extraídas sendo os parâmetros mais cruciais nos testes de doenças (COVID-19), a utilização de máquinas de extração de RNA não só garante a qualidade, pureza e integridade dos extratos, mas também diminui o risco e a velocidade de degradação do RNA. As máquinas também simplificam o fluxo de trabalho, ao mesmo tempo que melhoram a quantidade de RNA extraído.

Mas qual é a melhor máquina ou kit de extração de RNA? O que procura nos kits concebidos para a extração de RNA?

Bem, para começar, o kit de isolamento de RNA escolhido deve ter a capacidade de recuperar todo o RNA necessário a ser testado, e o RNA isolado deve cumprir certos padrões de qualidade definidos.

Em termos de qualidade, as amostras totais de RNA recolhidas devem ser:

Livre de contaminantes e proteínas que poderiam inibir testes e outros processos a jusante para análise molecular

O RNA deve permanecer intacto e livre de quaisquer nucleases, pois estas poderiam causar a decomposição/degradação do RNA.

O RNA deve estar isento de qualquer contaminação por ADN genómico.

Tenha em atenção que, geralmente, o grau total de contaminação da amostra por proteínas ou outros tipos de contaminantes é determinado pelas razões de absorbância a 260 e 280nm. E para que o RNA recolhido seja classificado como puro, os valores totais do RNA recolhido devem ser superiores a 1,8. Este é também o RNA que é aceitável para os processos subsequentes, incluindo a análise molecular.

Encontrar a Melhor Máquina de Extração de RNA. Comparação das 10 Melhores Extrações de RNA em testes de COVID-19 através da realização de RT-PCR em amostras de pacientes.

1. Kingfisher Flex ($32,500.00)

O Kingfisher Flex é um sistema de extração ou purificação de RNA com cabeça de 96 poços. As funcionalidades mais avançadas oferecem o nível mais versátil e elevado de processamento automatizado de partículas magnéticas tanto para RNA como para DNA. Poderia também ser utilizado para purificação de células e proteínas de praticamente qualquer fonte.

Esta máquina de extração de RNA utiliza tecnologia revolucionária – tecnologia de separação por partículas magnéticas, que garante a melhor qualidade de RNA, grandes volumes recolhidos e um elevado nível de reprodutibilidade.

Está também no topo da nossa lista devido à sua elevada eficiência e ao facto de ter um elevado débito e a capacidade de processar até 96 amostras em 20 minutos ou menos.  

2. Kingfisher Duo Prime ($15,999.00)

Este sistema de purificação Duo é a outra máquina fiável de extração de RNA que oferece um elevado rendimento e qualidade em termos de quantidade de RNA ou DNA. Funciona com a tecnologia automatizada de Beads magnéticas utilizada para o isolamento de RNA, e apresenta um elevado grau de eficiência e reprodutibilidade para amostras até 5ml.

Possui um design compacto, o que o torna uma opção ideal para utilização em laboratórios, onde é necessário para purificação e isolamento de RNA, bem como para isolamento celular e em proteómica. Depois, tem a lâmpada UV incorporada que proporciona a descontaminação mais eficaz e fácil de amostras e resultados, sem mencionar os kits de isolamento de RNA e DNA puro que são fáceis de usar. Estes kits são personalizáveis com a solução de software Thermo Scientific BindIt patenteada pela Kingfisher.

Poderá também gostar desta máquina porque o seu software de operação funciona em 8 idiomas e os protocolos podem ser desenvolvidos ou modificados.

3. Chemagic 360 ($25,599.00)

O Chemagic 360 é uma máquina de isolamento de RNA desenvolvida pela PerkinElmer. É uma das soluções mais flexíveis utilizadas para a purificação automatizada de ácidos nucleicos. Vem pronta a usar, é rápida e deixa-o com RNA de alta qualidade. Baseia-se na tecnologia patenteada de contas magnéticas e é uma excelente ferramenta para investigação científica em testes bacterianos e virais, tipagem HLA, genética humana e biobanco. Processa volumes de amostra maiores, entre 10 μl e 10 ml.

4. MagNA Pure 96 ($25,999.00)

Esta é uma das melhores máquinas de extração robótica de RNA. Possui um rendimento muito elevado e foi concebida como uma estação de trabalho autónoma que funciona num sistema totalmente automatizado. Este equipamento pode ser bem adequado para até 96 amostras que requerem isolamento e purificação de RNA e para o diagnóstico in vitro das amostras em teste.

Como um equipamento capaz de purificar RNA, DNA, bem como ácidos nucleicos virais para vírus como o SARS-CoV-2, este seria um investimento válido para si, caso tenha interesse. Utiliza tecnologia de partículas magnéticas de vidro e possui vários protocolos pré-programados (software), que são todos testados individualmente para satisfazer os diferentes requisitos das amostras em análise. A qualidade dos resultados é elevada e fiável, com o RNA purificado resultante pronto a ser utilizado numa vasta gama de aplicações científicas subsequentes essenciais.

E, como o nome MagNA Pure 96 sugere, esta máquina ostenta a capacidade de processar um máximo de 96 amostras. Estas amostras podem estar em bandejas pré-enchidas com reagentes prontos a usar, e podem também ter códigos de barras. Ao contrário de máquinas de RNA como a Kingfisher Flex que processa as 96 amostras em não mais de 20 minutos, esta demora um pouco mais, e o mesmo número de amostras de teste passa pelo processamento numa hora. Em contrapartida, um maior número de tipos de amostras pode ser processado de uma só vez.

Para além disso, desfruta de um sistema de gestão extremamente simples com as funções e características mais intuitivas. Minimiza também o risco de erros; é bastante estável contra contaminação cruzada ou interferência de diferentes substâncias.

5. QIAcube Connect ($21,500.00)

No que diz respeito ao melhor em extração, isolamento e purificação de RNA, o QIAcube oferece o melhor nível de desempenho graças ao seu design totalmente automatizado que inclui o sistema de spin-column para extração de RNA. Com as spin-columns de fase sólida, não precisará de alterar a química dos componentes e obterá resultados imediatamente.

É uma das opções mais robustas no universo das máquinas de extração de ARN, pois permite a automação fácil de pelo menos 80 kits QIAGEN (teste). Além disso, executa mais de 140 protocolos padrão para processamento de amostras de ARN, ADN e proteínas. E graças ao protocolo de personalização opcional incorporado, tem capacidade para mais de 3000 protocolos.

O QIAcube Connect dispõe de um agitador aquecido, uma centrífuga, uma pinça robótica e um sistema de pipetagem que pode processar pelo menos 80 kits nos seus sistemas operacionais mais básicos. Existe também um sistema de descontaminação com luz UV integrado para prevenir a contaminação cruzada entre as amostras. É igualmente fácil de usar.

6. TissueLyser II ($3,100.00)

Se procura uma máquina de extração de ácidos nucleicos que ofereça um processo de disrupção seguro e conveniente para as amostras e com um rendimento elevado ou médio, a TissueLyser II pode ser a solução ideal para si. Permite a disrupção de amostras de forma fácil e rápida para uma análise molecular célere e precisa.

Os kits de adaptadores incorporados garantem o nível mais otimizado de desagregação da amostra. Depois, soma-se o facto de permitir também resultados reprodutíveis, mesmo para as células e tecidos mais difíceis de lisar.

Note que a lise celular/tecidual ocorre graças à agitação a alta velocidade dos tubos de plástico com as amostras. A conta de vidro, o carboneto de tungsténio ou o aço inoxidável são responsáveis pela agitação. E com os conjuntos de adaptadores corretos em uso, entre 48 e 192 amostras são processadas.

7. LabChip GX ($5,500.00)

A outra ferramenta de extração de ácidos nucleicos é a opção ideal para a medição do tamanho e quantificação de RNA e DNA. Produz resultados muito rápidos graças ao seu processamento baseado no método de eletroforese capilar automatizada de separação de RNA/DNA. A função LabChip GX Touch torna-o fácil de usar.

Poderá também gostar porque utiliza um tipo adicional de tecnologia, a tecnologia de microfluídica de analisador de ácidos nucleicos, que garante a geração de dados altamente reproduzíveis e de alta resolução. Como resultado, é a opção ideal para a análise de fragmentos de ADN e ARN, que inclui ADN livre de células ou sem células, bibliotecas sem PCR e ADN isolado de amostras FFPE.

A melhor parte é que funciona bem na triagem de materiais de origem de ácidos nucleicos para o vírus SARS-CoV-2 e no desenvolvimento de vacinas, para não mencionar a sua utilização na qualificação e quantificação da análise de fragmentos CRISPR.

8. Eco 525 ($25,999.00)

O Echo 525 Acoustic Liquid Handler é uma parte importante das máquinas de extração de ARN. Permite transferências acústicas para as transferências à base de água.

O Echo 525 foi concebido para utilização em amostras genómicas, transferências bioquímicas e de reagentes. Algumas das vantagens associadas à sua utilização incluem a melhoria da qualidade dos dados, ao mesmo tempo que poupa no custo dos reagentes. É também o reservatório perfeito para manusear transferências de reagentes em volumes mais elevados.

9. epMotion 5075 LH ($6,999.00)

A pipetagem automatizada é importante na extração e purificação de ARN, e este epMotion 5075 oferece o melhor sistema automatizado para manuseamento de líquidos. É idealmente utilizado para agitar, arrefecer e aquecer amostras, bem como reagentes. Graças ao módulo TMX incorporado, pode carregar ou descarregar este sistema de manuseamento de líquidos usando uma garra antes de pipetar a amostra para o misturador antes e depois das etapas de mistura. O módulo é totalmente automatizado.

10. EZ1 Advanced XL$2,999.00)

Esta ferramenta de extração de RNA funciona bem nos processos automatizados de purificação de ácidos nucleicos. Usa-a para manusear um máximo de 14 amostras forenses, humanas e moleculares (diagnósticas).

Este equipamento permite a purificação de sequências de RNA e ADN genómicos de alta qualidade, mesmo a partir da mais vasta gama de amostras. A produtividade não é tão elevada como a observada em máquinas maiores como o Kingfisher flex – esta máquina processa apenas 14 amostras em cada ciclo/sessão. Possui uma lâmpada UV incorporada para minimizar o risco de contaminação.

CONCLUSÃO

A extração de RNA é essencial para o diagnóstico de doenças, especialmente para o coronavírus SARS-CoV-2, que causa a doença COVID-19. Embora a RT-PCR seja um método eficaz, é dispendiosa e os resultados não são obtidos tão rapidamente. Com as máquinas de extração de RNA, os resultados são obtidos rapidamente, e o volume e a qualidade do RNA recolhido são ótimos e podem ser utilizados para outros testes moleculares e análise genómica.

Para desfrutar destes benefícios, as 10 máquinas de extração de ARN recomendadas acima seriam um bom ponto de partida para a sua pesquisa, à medida que procura melhorar o desempenho e a eficiência do seu laboratório.