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El nuevo biosensor electroquímico de CRISPR puede ayudar a perfeccionar la diagnosis de enfermedades

La tecnología de CRISPR/Cas puede hacer más que genes. Un equipo de investigación en la universidad de Friburgo está utilizando se saben qué mientras que el gen scissors - que los científicos pueden utilizar para corregir el material genético - para diagnosticar mejor enfermedades tales como cáncer. En un estudio, los investigadores introducen una viruta microfluidic que reconozca los pequeños fragmentos del ARN, indicando un tipo específico de cáncer más rápidamente y exacto que las técnicas disponibles hasta ahora. Los resultados se publican recientemente en el gorrón científico “materiales avanzados.” También probaron el biosensor de CRISPR en las muestras de sangre recogidas a partir de cuatro niños que habían sido diagnosticados con tumores cerebrales. “Nuestro biosensor electroquímico es cinco a diez veces más sensible que otros usos que utilizan CRISPR/Cas para el análisis del ARN,” explican al Dr. del ingeniero de los microsistemas de Friburgo. Puede Dincer. Él está llevando al equipo de investigación así como el profesor el Dr. Wilfried Weber del biólogo, de la universidad de Friburgo. “Estamos haciendo promoviendo el trabajo en Alemania y Europa para esta nueva aplicación de las tijeras del gen,” Dincer acentúa.

Las moléculas cortas conocidas como microRNA (miRNA) se cifran en el genoma, pero a diferencia de otras series del ARN, ellas no se traducen a las proteínas. En algunas enfermedades, tales como cáncer o la enfermedad neurodegenerative, Alzheimer, los niveles crecientes de miRNA puede ser descubierto en la sangre. Los doctores están utilizando ya miRNAs mientras que un biomarker con certeza pulsa de cáncer. Solamente la detección de una multitud de tales moléculas de la transmisión de señales permite una diagnosis apropiada. Los investigadores ahora están trabajando en una versión del biosensor que reconoce hasta ocho diversos marcadores del ARN simultáneamente.

Los trabajos del biosensor de CRISPR como sigue: Una gota del suero se mezcla con la solución de la reacción y se cae sobre el sensor. Si contiene el ARN del objetivo, los lazos de esta molécula con un complejo de la proteína en la solución y activan las tijeras del gen - de una manera similar a un orificio dominante un cierre de puerta. Así activado, la proteína de CRISPR cortó, o hiende, el reportero RNAs que se sujeta a hacer señales las moléculas, generando una corriente eléctrica. La hendidura da lugar a una reducción de las señales actuales que pueden ser medidas electroquímico e indica si el miRNA se está buscando que está presente en la muestra. “Cuál es especial sobre nuestro sistema es que trabaja sin la réplica del miRNA, porque en ese caso, los dispositivos y las substancias químicas especializados serían requeridos. Eso hace nuestro sistema barato y considerablemente más rápidamente que otras técnicas o métodos,” explican Dincer. Él está trabajando en las nuevas tecnologías de los sensores en el centro de Friburgo para los materiales y las tecnologías interactivos de Bioinspired (FIT) y así como el profesor el Dr. Gerald Urban en el departamento de dirigir de los microsistemas (IMTEK).

Weber, profesor de la biología sintetizada en el atado de la excelencia CIBSS - el centro para los estudios de transmisión de señales biológicos integrantes de la universidad de Friburgo - acentúa cómo es importante el ambiente interdisciplinario en CIBSS está para tal revelado: “Los biólogos en Friburgo trabajan juntos en estas tecnologías con sus colegas de la ingeniería y de las ciencias materiales. Eso abre las rutas nuevas, emocionantes en las soluciones.” Los investigadores están apuntando desarrollar más lejos el sistema en cerca de cinco a diez años a hacer la primera prueba rápida para las enfermedades con los marcadores establecidos del microRNA que se pueden utilizar a la derecha en la oficina del doctor. “El equipo de laboratorio debe sin embargo llegado a ser más fácil de manejar,” dice Weber.

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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