O ensaio cometa é um método de eletroforese em gel usado para detectar quebras de DNA no nível de uma única célula. Ele se baseia no princípio de que as quebras de DNA abertas migram sob condições eletroforéticas, enquanto o DNA intacto permanece em grande parte estático. O DNA quebrado migra porque as quebras resultam no relaxamento do DNA superenrolado, causando sua realocação espacial gradual em direção ao ânodo na câmara eletroforética, o que resulta em uma aparência semelhante a um cometa observada por imunofluorescência 1,2. A extensão do dano ao DNA é então medida quantificando a quantidade de DNA quebrado que migrou em relação ao DNA compacto.
Os dois métodos de ensaio de cometa mais comumente usados são o ensaio de cometa alcalino (AC) e o ensaio de cometa neutro (NC). O ensaio AC é realizado em condições de desnaturação usando uma solução de pH alcalino alto, enquanto o ensaio NC é realizado em uma solução com pH neutro. Os ensaios NC e AC podem detectar com segurança quebras de DNA que ocorrem no núcleo. No entanto, a versão alcalina também é vantajosa para detectar sítios alcalino-lábeis3. Ambos os formatos do ensaio requerem o uso de condições de lise para garantir que o DNA esteja livre de proteínas antes da eletroforese.
Este ensaio é um método simples para detectar quebras de DNA e oferece várias vantagens exclusivas para determinar danos ao DNA celular. O método é relativamente fácil de configurar e requer reagentes que podem ser preparados em laboratório ou adquiridos de fornecedores comerciais. Como uma técnica de resolução de célula única, o ensaio requer muito pouco material inicial. Notavelmente, o ensaio NC pode medir quebras com alta sensibilidade, relatadas para detectar entre 50 e 10.000 quebras por célula4. A versatilidade dessa técnica é demonstrada por sua ampla gama de aplicações, incluindo ecotoxicologia5, biomonitoramento humano6 e estudos de genotoxicidade7. O ensaio também pode ser usado de forma confiável em vários tipos de células e adaptado para ensaios de alto rendimento8 e para avaliar quebras em regiões genômicas específicas9. Assim, este ensaio serve como uma técnica rápida e confiável para investigar a formação de quebras no nível de célula única.
O processo de replicação do DNA é constantemente desafiado por vários estressores endógenos e exógenos10,11. A paralisação dos replissomos devido a essas lesões pode causar quebras de DNA e resultar em maior instabilidade do genoma. As quebras de DNA também surgem frequentemente como intermediários de replicação para facilitar o reparo do DNA12. Além disso, vários agentes quimioterápicos induzem quebras de fita dupla dependentes da replicação (DSBs), como a camptotecina (CPT) 13 , 14 , 15e os inibidores de PARP16 , 17 . Assim, este ensaio serve como uma metodologia poderosa para estudar a natureza das lesões de DNA, avaliar o processamento de garfos de replicação e investigar o potencial terapêutico de agentes prejudiciais ao DNA. Adaptações do ensaio que envolvem a marcação de DNA recém-sintetizado com BrdU têm sido úteis para estudar fenótipos de estresse associados à replicação 18,19,20,21. Notavelmente, o ensaio NC é um método confiável para estudar a indução de quebra de DNA no contexto da replicação, conforme demonstrado em estudos envolvendo a caracterização de proteínas fork22 , 23 , análise de intermediários de replicação24 , 25 e investigação de conflitos de transcrição e replicação na manutenção do genoma26 , 27. Aqui, descrevemos um protocolo de ensaio NC com o objetivo de quantificar as quebras de DNA durante a replicação em células humanas. Este protocolo pode ser prontamente implementado por pesquisadores interessados em avaliar os danos associados ao estresse de replicação em uma ampla variedade de células humanas em divisão.