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 usar para editar material genético, con el fin de diagnosticar mejor enfermedades como el cáncer. En un estudio, los investigadores introducen un chip de microfluidos 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 publicaron recientemente en la revista científica Materiales avanzados .

También probaron el biosensor CRISPR en muestras de sangre tomadas de cuatro niños a los que se les había diagnosticado 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 Dr. Can Dincer, ingeniero de microsistemas de Friburgo. 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 tijeras genéticas, "Enfatiza Dincer.

Las moléculas cortas conocidas como microARN (miARN) 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, Alzheimer se pueden detectar niveles elevados de miARN en la sangre. Los médicos ya están utilizando miARN como biomarcador para ciertos tipos de cáncer. Solo la detección de una multitud de tales moléculas de señalización permite un diagnóstico adecuado. Los investigadores ahora 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 sobre el sensor. Si contiene el ARN objetivo, esta molécula se une a un complejo de proteínas en la solución y activa las tijeras genéticas, de una manera similar a una llave que abre la cerradura de una puerta. Así activado, la proteína CRISPR se corta, o hiende, los ARN informadores que están unidos a moléculas de señalización, generando una corriente eléctrica. La escisión da como resultado una reducción de las señales de corriente que se pueden medir electroquímicamente e indica si el miARN que se busca está presente en la muestra.

"Lo que tiene de especial nuestro sistema es que funciona sin la replicación de miARN, porque en ese caso, se necesitarían dispositivos y productos químicos especializados. Eso hace que nuestro sistema sea de bajo costo y considerablemente más rápido que otras técnicas o métodos, "explica Dincer. Está trabajando en nuevas tecnologías de sensores en el Centro de Materiales Interactivos y Tecnologías Bioinspiradas de Friburgo (FIT) y junto con el Prof. Dr. Gerald Urban en el Departamento de Ingeniería de Microsistemas (IMTEK).

Weber, un profesor de biología sintética en el grupo de excelencia CIBSS, el Centro de Estudios de Señalización Biológica Integrativa de la Universidad de Friburgo, enfatiza la importancia del entorno interdisciplinario en CIBSS para tal desarrollo:"Los biólogos de Friburgo trabajan juntos en estas tecnologías con sus colegas de las ciencias de la ingeniería y los materiales. Eso abre nuevas emocionantes rutas hacia las soluciones ".

Los investigadores tienen como objetivo desarrollar aún más el sistema en aproximadamente cinco a diez años para convertirse en la primera prueba rápida de enfermedades con marcadores de microARN establecidos que se pueden usar directamente en el consultorio del médico. "No obstante, el equipo de laboratorio debe ser más fácil de manejar, "dice Weber.