Crispr Diagnostico

Hasta ahora, la tecnología CRISPR ha sido utilizada principalmente como una herramienta de edición de genes, pero es tal su potencial, que los científicos la están manipulando para desarrollar dispositivos de diagnóstico de bajo costo capaces de detectar infecciones o indicios de cáncer en muestras de sangre, saliva u orina.

En este sentido, dos nuevas herramientas han sido desarrolladas: SHERLOCK, capaz de detectar virus como el Zika y el dengue, así como otras bacterias dañinas, y DETECTR, que puede identificar con precisión diferentes tipos del virus VPH en muestras humanas.

La herramienta de edición genética que más frecuentemente escuchamos es CRISPR-Cas9, pero existen otros tipos de CRISPR, con diferentes tipos de tijeras moleculares o enzimas. Un ejemplo es CRISPR-Cas12a, del cual se descubrió que cuando corta el ADN bicatenario, hace algo interesante: también comienza a destruir el ADN monocatenario, lo que en palabras de la Dra. Janice Chen, catedrática de la Universidad de Berkeley, “abre una nueva vía para poder detectar secuencias de ADN”.

Debido al potencial observado en CRISPR-Cas12a, los investigadores decidieron utilizarlo como una herramienta de diagnóstico, la cual llamaron DETECTR. El funcionamiento de esta herramienta es descrito de la siguiente manera: el sistema CRISPR está programado para detectar el ADN del VPH dentro de las células de una persona. Cuando CRISPR lo detecta, también corta una molécula indicadora con ADN monocatenario que libera una señal fluorescente. Entonces, si las células están infectadas con el VPH, los científicos pueden ver la señal y diagnosticar a un paciente rápidamente.

Una colección de tiras de prueba de papel SHERLOCK, una novedosa y promisoria herramienta de diagnóstico basada en la tecnología CRISPR.

Por su parte, SHERLOCK, la otra herramienta de diagnóstico, usa CRISPR-Cas13a para encontrar la secuencia genética del Zika, el dengue y varias otras bacterias, así como las secuencias asociadas con una mutación cancerosa en una variedad de muestras humanas, como la saliva. Lo hace combinando diferentes tipos de enzimas CRISPR, que se desencadenan para atacar distintos trozos de ADN y ARN, otra de las principales moléculas biológicas que se encuentran en todas las formas de vida.

Las aplicaciones de este enfoque son promisorios; esta herramienta ofrece una sensibilidad tal que podría detectar una cantidad extremadamente pequeña de ADN cancerígeno en la muestra de sangre de un paciente, lo que ayudaría a los investigadores a comprender cómo el cáncer muta con el tiempo. Para la salud pública, podría ser útil en controlar la frecuencia de bacterias resistentes a los antibióticos en una población, entre otras posibilidades.

Pero el mayor potencial de esta herramienta de diagnóstico basada en CRISPR es su accesibilidad; la prueba no requiere almacenamiento en cadena de frío y se puede diseminar in situ en varias condiciones. Esto lo hace ideal para obtener resultados rápidos en entornos  comprometidos, como países en desarrollo, que enfrentan brotes epidémicos.

Si bien tanto DETECTR como SHERLOCK necesitan ser perfeccionadas antes de ser utilizados en pacientes reales, los investigadores demostraron que estas herramientas de diagnóstico podrían simplificarse a una presentación similar a las pruebas de embarazo en el hogar, un enfoque que realmente podría marcar diferencia, ya que tiene el potencial para generar un impacto notable en la salud humana y la sociedad.

Referencias:

Multiplexed and portable nucleic acid detection platform with Cas13, Cas12a, and Csm6. Science, 2018. https://doi.org/10.1126/science.aaq0179

CRISPR-Cas12a target binding unleashes indiscriminate single-stranded DNase activity, Science, 2018. https://doi.org/10.1126/science.aar6245

Field-deployable viral diagnostics using CRISPR-Cas13. Science, 2018. https://doi.org/10.1126/science.aas8836