Uso de tijeras para detectar enfermedades
El prototipo de sensor puede medir de forma rápida, precisa y rentable las señales moleculares del cáncer
La tecnología CRISPR/Cas puede hacer más que alterar genes. Un equipo de investigación de la Universidad de Friburgo está utilizando lo que se conoce como tijeras genéticas, que los científicos pueden utilizar para editar material genético, con el fin de diagnosticar mejor enfermedades como el cáncer. En un estudio, los investigadores introducen un chip microfluídico que reconoce pequeños fragmentos de ARN, indicando un tipo específico de cáncer con mayor rapidez y precisión que las técnicas disponibles hasta ahora. Los resultados se han publicado recientemente en la revista científica"Advanced Materials". También probaron el biosensor CRISPR en muestras de sangre tomadas de cuatro niños que habían sido diagnosticados con tumores cerebrales. "Nuestro biosensor electroquímico es de cinco a diez veces más sensible que otras aplicaciones que utilizan CRISPR/Cas para el análisis de ARN", explica el ingeniero de microsistemas de Freiburg, el Dr. Can Dincer. Dirige el equipo de investigación junto con el biólogo Prof. Dr. Wilfried Weber, de la Universidad de Friburgo. "Estamos haciendo un trabajo pionero en Alemania y Europa para esta nueva aplicación de las tijeras genéticas", enfatiza Dincer.
En un estudio, investigadores de la Universidad de Friburgo introducen el primer biosensor electroquímico CRISPR que ayuda a mejorar el diagnóstico de enfermedades como el cáncer.
Richard Bruch
Las moléculas cortas conocidas como microARN (miRNA) están codificadas en el genoma, pero a diferencia de otras secuencias de ARN, no se traducen en proteínas. En algunas enfermedades, como el cáncer o la enfermedad neurodegenerativa, el Alzheimer, se pueden detectar niveles elevados de miRNA en la sangre. Los médicos ya están usando miRNAs como biomarcadores para ciertos tipos de cáncer. Sólo la detección de una multitud de estas moléculas de señalización permite un diagnóstico adecuado. Los investigadores están trabajando en una versión del biosensor que reconoce hasta ocho marcadores de ARN diferentes simultáneamente.
El biosensor CRISPR funciona de la siguiente manera: Se mezcla una gota de suero con la solución de reacción y se deja caer en el sensor. Si contiene el ARN diana, esta molécula se une a un complejo proteico en la solución y activa las tijeras genéticas, de forma similar a una llave que abre una cerradura de puerta. Así activada, la proteína CRISPR corta, o hendidura, los ARNs reporteros que están unidos a las moléculas de señalización, generando una corriente eléctrica. La división resulta en una reducción de las señales de corriente que pueden ser medidas electroquímicamente e indica si el miRNA que se está buscando está presente en la muestra. "Lo especial de nuestro sistema es que funciona sin la replicación de miRNA, porque en ese caso se necesitarían dispositivos y productos químicos especializados. Esto hace que nuestro sistema sea de bajo costo y considerablemente más rápido que otras técnicas o métodos", explica Dincer. Trabaja en nuevas tecnologías de sensores en el Freiburg Center for Interactive Materials and Bioinspired Technologies (FIT) y junto con el Prof. Dr. Gerald Urban en el Departamento de Ingeniería de Microsistemas (IMTEK).
Weber, profesor de biología sintética en el clúster de excelencia CIBSS - el Centro de Estudios de Señalización Biológica Integrada de la Universidad de Friburgo - destaca la importancia del entorno interdisciplinario de CIBSS para este desarrollo: "Los biólogos de Friburgo trabajan juntos en estas tecnologías con sus colegas de las ciencias de la ingeniería y de los materiales. que abre nuevas y excitantes rutas hacia las soluciones." Los investigadores tienen como objetivo desarrollar aún más el sistema en unos cinco a diez años para convertirse en la primera prueba rápida para enfermedades con marcadores establecidos de microARN que se pueden utilizar directamente en el consultorio del médico. "Sin embargo, el equipo de laboratorio debe ser más fácil de manejar", dice Weber.
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