A tecnologia CRISPR / Cas pode fazer mais do que alterar genes. Uma equipe de pesquisa da Universidade de Freiburg está usando o que é conhecido como tesoura de genes - que os cientistas podem usar para editar material genético - para diagnosticar melhor doenças como o câncer. Em um estudo, os pesquisadores apresentam um chip microfluídico que reconhece pequenos fragmentos de RNA, indicando um tipo específico de câncer de forma mais rápida e precisa do que as técnicas disponíveis até agora. Os resultados foram publicados recentemente na revista científica Materiais avançados .

Eles também testaram o biossensor CRISPR em amostras de sangue retiradas de quatro crianças que haviam sido diagnosticadas com tumores cerebrais. "Nosso biossensor eletroquímico é cinco a dez vezes mais sensível do que outras aplicações que usam CRISPR / Cas para análise de RNA, "explica o engenheiro de microssistemas de Freiburg, Dr. Can Dincer. Ele está liderando a equipe de pesquisa junto com o biólogo Prof. Dr. Wilfried Weber, da Universidade de Freiburg. "Estamos fazendo um trabalho pioneiro na Alemanha e na Europa para esta nova aplicação de tesouras genéticas, "Dincer enfatiza.

Moléculas curtas conhecidas como microRNA (miRNA) são codificadas no genoma, mas ao contrário de outras sequências de RNA, eles não são traduzidos em proteínas. Em algumas doenças, como câncer ou doença neurodegenerativa, Alzheimer, níveis aumentados de miRNA podem ser detectados no sangue. Os médicos já estão usando miRNAs como biomarcador para certos tipos de câncer. Apenas a detecção de uma infinidade de tais moléculas de sinalização permite um diagnóstico apropriado. Os pesquisadores agora estão trabalhando em uma versão do biossensor que reconhece até oito marcadores de RNA diferentes simultaneamente.

O biossensor CRISPR funciona da seguinte forma:Uma gota de soro é misturada com a solução de reação e colocada no sensor. Se contiver o RNA alvo, essa molécula se liga a um complexo de proteína na solução e ativa a tesoura do gene - de maneira semelhante a uma chave que abre a fechadura de uma porta. Assim ativado, a proteína CRISPR é cortada, ou clivagem, os RNAs repórteres que estão ligados a moléculas de sinalização, gerar uma corrente elétrica. A clivagem resulta em uma redução dos sinais de corrente que podem ser medidos eletroquimicamente e indica se o miRNA que está sendo procurado está presente na amostra.

"O que é especial sobre nosso sistema é que ele funciona sem a replicação de miRNA, porque nesse caso, dispositivos e produtos químicos especializados seriam necessários. Isso torna nosso sistema de baixo custo e consideravelmente mais rápido do que outras técnicas ou métodos, "explica Dincer. Ele está trabalhando em novas tecnologias de sensores no Centro de Materiais Interativos e Tecnologias Bioinspiradas de Freiburg (FIT) e junto com o Prof. Dr. Gerald Urban no Departamento de Engenharia de Microssistemas (IMTEK).

Weber, um professor de biologia sintética no cluster de excelência CIBSS - o Centro de Estudos de Sinalização Biológica Integrativa da Universidade de Freiburg - enfatiza a importância do ambiente interdisciplinar no CIBSS para tal desenvolvimento:"Os biólogos de Freiburg trabalham juntos nessas tecnologias com seus colegas das ciências de engenharia e materiais. Isso abre novos rotas emocionantes para soluções. "

Os pesquisadores pretendem desenvolver ainda mais o sistema em cerca de cinco a dez anos para se tornar o primeiro teste rápido para doenças com marcadores microRNA estabelecidos que possam ser usados ​​no consultório médico. “O equipamento de laboratório deve, no entanto, tornar-se mais fácil de manusear, "diz Weber.