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La tecnología basada en CRISPR podría revolucionar los diagnósticos médicos basados ​​en anticuerpos

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La tecnología basada en CRISPR podría revolucionar los diagnósticos médicos basados ​​en anticuerpos

Crédito: Karolina Grabowska, Pexels
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Los científicos han reutilizado la tecnología de modificación genética CRISPR para identificar anticuerpos en muestras de sangre de pacientes en un movimiento que podría inspirar una nueva clase de diagnóstico médico además de una serie de otras aplicaciones.

La tecnología involucra colecciones personalizables de proteínas que están unidas a una variante de Cas9, la proteína en el corazón de CRISPR, que se unirá al ADN pero no lo cortará como lo haría cuando se usa para la modificación genética. Cuando estas proteínas fusionadas con Cas9se aplican a un microchip con miles de moléculas de ADN únicas, cada proteína dentro de la mezcla se autoensamblará en la posición en el chip que contiene su secuencia de ADN correspondiente. Los investigadores han llamado a esta técnica 'PICASSO', abreviatura de inmovilización de péptidos por Cas9-autoorganización mediada. Luego, aplicando una muestra de sangre al microarray PICASSO, se pueden identificar las proteínas del microchip que son reconocidas por los anticuerpos del paciente.

El equipo dirigido por el Dr. Stephen Elledge en la Escuela de Medicina de Harvard y el Hospital Brigham and Women's, Boston, ha publicado la investigación en línea en célula molecular . El primer autor del artículo, el Dr. Karl Barber, es un becario científico de Schmidt en 2018, y gran parte del trabajo para desarrollar la tecnología se lleva a cabo durante su colocación de investigación en el laboratorio del autor correspondiente Dr. Elledge.

Al describir PICASSO, el Dr. Barber dijo: “Imagina que quieres pintar un cuadro en un lienzo, pero en lugar de pintar de manera normal, mezclas todas tus pinturas, las salpica en el lienzo y surge la imagen perfecta. Con nuestra nueva técnica, colocas moléculas de ADN en ubicaciones definidas en una superficie y cada proteína de una mezcla se autoensambla en su secuencia de ADN correspondiente, como un kit automatizado de pintura por número. Los microarrays de proteínas con plantilla de ADN resultantesle permiten identificar rápidamente anticuerpos en muestras clínicas que reconocen las proteínas que le interesan ”.

El equipo de investigación ha demostrado que la tecnología funciona para ensamblar miles de proteínas diferentes, lo que sugiere que podría adaptarse fácilmente como una herramienta de diagnóstico médico de amplio espectro. En el artículo, utilizaron la técnica para detectar anticuerpos que se unen a proteínas derivadas depatógenos, incluido el SARS-CoV-2, de la sangre de pacientes con COVID-19 en recuperación.

El Dr. Barber dijo: “En este trabajo, demostramos la aplicación de PICASSO para estudios de proteínas, creando una herramienta que creemos que podría adaptarse rápidamente para diagnósticos médicos. Nuestra técnica de autoensamblaje de proteínas también podría aprovecharse para el desarrollo denuevos biomateriales y biosensores simplemente uniendo los objetivos de ADN a un andamio y permitiendo que las proteínas unidas a Cas9 se unan ”.

El líder del grupo, Dr. Elledge, comentó: "Uno de los aspectos más interesantes de este trabajo es la demostración de cómo se puede aplicar CRISPR en un entorno completamente nuevo. Anteriormente, CRISPR se ha utilizado principalmente para la edición de genes y la detección deADN o ARN. PICASSO lleva el poder de CRISPR a un nuevo ámbito de estudios de proteínas, y la estrategia de autoensamblaje molecular que mostramos puede ayudar a desarrollar nuevas herramientas de investigación y diagnóstico ".

La Dra. Megan Kenna, Directora Ejecutiva de Schmidt Science Fellows, dijo: “Esta tecnología tiene el potencial de ser utilizada como una herramienta de diagnóstico médico que podría, algún día, brindar a los médicos una forma de determinar rápidamente el diagnóstico y el mejor curso detratamiento para cada paciente individual ".

“La forma en que Karl y el equipo de investigación han unido la biología fundamental con la ingeniería molecular para realizar este importante descubrimiento muestra por qué la interdisciplinariedad en el corazón de nuestra beca es tan fundamental para el avance de la ciencia”.

Referencia: Barber KW, Shrock E, Elledge SJ. Visualización de la biblioteca de péptidos basada en CRISPR y autoensamblaje de microarrays programable para ensayos cuantitativos rápidos de unión a proteínas. célula molecular . 2021: S1097276521005967. Doi: 10.1016 / j.molcel.2021.07.027

Este artículo se ha vuelto a publicar a partir de lo siguiente materiales . Nota: el material puede haber sido editado por su extensión y contenido. Para obtener más información, comuníquese con la fuente citada.

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