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Le biocapteur électrochimique neuf de CRISPR peut aider à améliorer le diagnostic des maladies

La technologie de CRISPR/Cas peut faire plus que modifient les gènes. Une équipe de recherche à l'université de Fribourg emploie ce qui sont connus comme ciseaux de gène - que les scientifiques peuvent utiliser pour éditer le matériel génétique - afin de diagnostiquer mieux les maladies telles que le cancer. Dans une étude, les chercheurs introduisent une frite microfluidic qui identifie de petits éclats d'ARN, indiquant un type de cancer spécifique plus rapidement et avec précision que les techniques procurables jusqu'à présent. Les résultats sont récent publiés dans le tourillon scientifique « matériaux avancés. » Ils ont également vérifié le biocapteur de CRISPR sur des prises de sang prélevées de quatre enfants qui avaient été diagnostiqués avec des tumeurs cérébrales. « Notre biocapteur électrochimique est cinq à dix fois plus sensible que d'autres applications qui emploient CRISPR/Cas pour l'analyse d'ARN, » explique le M. de technicien de microsystèmes de Fribourg Peut Dincer. Il aboutit l'équipe de recherche avec le prof. M. Wilfried Weber de biologiste, de l'université de Fribourg. « Nous faisons frayant un chemin le travail en Allemagne et l'Europe pour cette application neuve des ciseaux de gène, » Dincer met l'accent sur.

Des molécules courtes connues sous le nom de microRNA (miRNA) sont codées dans le génome, mais à la différence d'autres séquences d'ARN, elles ne sont pas traduites en protéines. Dans quelques maladies, telles que le cancer ou la maladie neurodegenerative, Alzheimer, les plus grands niveaux du miRNA peut être trouvé dans le sang. Les médecins emploient déjà le miRNA comme biomarqueur pour certains types de cancer. Seulement le dépistage d'une multitude de telles molécules de signalisation permet un diagnostic approprié. Les chercheurs travaillent maintenant sur une version du biocapteur qui identifie jusqu'à huit bornes différentes d'ARN simultanément.

Les travaux de biocapteur de CRISPR comme suit : Une goutte de sérum est mélangée à la solution de réaction et abandonnée sur le détecteur. Si elle contient l'ARN d'objectif, les grippages de cette molécule avec un composé de protéine dans la solution et active les ciseaux de gène - d'une voie assimilée à une ouverture principale un blocage de trappe. Ainsi activé, la protéine de CRISPR a découpé, ou se fend, le journaliste RNAs qui sont fixés à signaler des molécules, produisant d'un courant électrique. Le clivage a comme conséquence une réduction des signes actuels qui peuvent être mesurés électrochimique et indique si le miRNA qui est recherché est présent dans l'échantillon. « Ce qui est spécial au sujet de notre système est que cela fonctionne sans réplication de miRNA, parce que dans ce cas, des dispositifs spécialisés et les produits chimiques seraient exigés. Cela effectue notre petit prix de système et considérablement plus rapidement que d'autres techniques ou méthodes, » explique Dincer. Il travaille aux technologies des sondes neuves au centre de Fribourg pour les matériaux et les technologies interactifs de Bioinspired (ADAPTEZ) et avec le prof. M. Gérald Urban au service de concevoir de microsystèmes (IMTEK).

Le Weber, un professeur de biologie synthétique au boîtier de l'excellence CIBSS - le centre pour des études de signalisation biologiques intégratrices de l'université de Fribourg - met l'accent sur combien important l'environnement interdisciplinaire à CIBSS est pour un tel développement : « Les biologistes à Fribourg travaillent ensemble sur ces technologies avec leurs collègues du bureau d'études et des sciences des matériaux. Cela ouvre neuf, excitant des routes aux solutions. » Les chercheurs visent à développer davantage le système pendant environ cinq à dix années à devenir le premier test rapide pour les maladies avec les bornes déterminées de microRNA qui peuvent être employées juste au cabinet médical. « Il doit cependant devenu plus facile traiter le matériel de laboratoire, » dit le Weber.

Source:
Journal reference:

Bruch, R. et al. (2019) CRISPR/Cas13a‐Powered Electrochemical Microfluidic Biosensor for Nucleic Acid Amplification‐Free miRNA Diagnostics. Advanced Materials. doi.org/10.1002/adma.201905311