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O biosensor eletroquímico novo de CRISPR pode ajudar a melhorar o diagnóstico das doenças

A tecnologia de CRISPR/Cas pode fazer mais do que alteram os genes. Uma equipa de investigação na universidade de Freiburg está usando-se o que estão sabidas enquanto o gene scissors - que os cientistas podem usar para editar o material genético - a fim diagnosticar melhor doenças tais como o cancro. Em um estudo, os pesquisadores introduzem uma microplaqueta microfluidic que reconheça os fragmentos pequenos do RNA, indicando um tipo específico de cancro mais ràpida e precisamente do que as técnicas disponíveis até agora. Os resultados são publicados recentemente no jornal científico “materiais avançados.” Igualmente testaram o biosensor de CRISPR nas amostras de sangue tomadas de quatro crianças que tinham sido diagnosticadas com tumores cerebrais. “Nosso biosensor eletroquímico é cinco a dez vezes mais sensível do que outras aplicações que usam CRISPR/Cas para a análise do RNA,” explicam o Dr. do coordenador dos microsistemas de Freiburg. Pode Dincer. Está conduzindo a equipa de investigação junto com o prof. Dr. Wilfried Weber do biólogo, da universidade de Freiburg. “Nós estamos fazendo abrindo caminho o trabalho em Alemanha e Europa para esta nova aplicação de tesouras do gene,” Dincer sublinha.

As moléculas curtos conhecidas como o microRNA (miRNA) são codificadas no genoma, mas ao contrário de outras seqüências do RNA, elas não são traduzidas em proteínas. Em algumas doenças, tais como o cancro ou a doença neurodegenerative, Alzheimer, níveis aumentados de miRNA pode ser detectado no sangue. Os doutores já estão usando miRNAs enquanto um biomarker dactilografa com certeza do cancro. Somente a detecção de uma multidão de tais moléculas da sinalização permite um diagnóstico apropriado. Os pesquisadores estão trabalhando agora em uma versão do biosensor que reconhece até oito marcadores diferentes do RNA simultaneamente.

Os trabalhos do biosensor de CRISPR como segue: Uma gota do soro é misturada com a solução da reacção e deixada cair no sensor. Se contem o RNA do alvo, os ligamentos desta molécula com um complexo da proteína na solução e activam as tesouras do gene - em uma maneira similar a uma abertura chave uma fechadura da porta. Assim ativado, a proteína de CRISPR eliminou, ou fendeu-se, o repórter RNAs que é anexado a sinalizar moléculas, gerando uma corrente elétrica. A segmentação conduz a uma redução dos sinais actuais que podem ser medidos eletroquìmica e indica se o miRNA que está sendo procurado esta presente na amostra. “O que é especial sobre nosso sistema é que trabalha sem a réplica do miRNA, porque nesse caso, os dispositivos e os produtos químicos especializados seriam exigidos. Isso faz nosso sistema barato e consideravelmente mais rapidamente do que outros técnicas ou métodos,” explicam Dincer. Está trabalhando em tecnologias de sensor novas no centro de Freiburg para materiais e tecnologias interactivos de Bioinspired (FIT) e junto com o prof. Dr. Gerald Urbano no departamento do planejamento dos microsistemas (IMTEK).

Weber, um professor da biologia sintética no conjunto da excelência CIBSS - o centro para estudos de sinalização biológicos Integrative da universidade de Freiburg - sublinha como importante o ambiente interdisciplinar em CIBSS é para tal revelação: “Os biólogos em Freiburg trabalham junto nestas tecnologias com seus colegas da engenharia e das ciências de materiais. Isso abre rotas novas, excitando às soluções.” Os pesquisadores estão apontando desenvolver mais o sistema em aproximadamente cinco a dez anos a transformar-se o primeiro teste rápido para doenças com os marcadores estabelecidos do microRNA que podem ser usados certo no escritório do doutor. “O equipamento de laboratório deve não obstante tornado mais fácil de segurar,” diz 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