Prueba diagnóstica basada en CRISPR detecta patógenos en sangre sin amplificación

El diagnóstico molecular tradicional suele requerir la preamplificación de ácidos nucleicos, lo que incrementa el tiempo y el costo. Ahora, una nueva tecnología permite la detección rápida y altamente sensible de bacterias multirresistentes y otros patógenos, incluso a bajas concentraciones.

Investigadores de la Facultad de Ingeniería Grainger de la Universidad de Illinois (Urbana, IL, EUA) han desarrollado una prueba diagnóstica basada en CRISPR capaz de detectar rápidamente niveles bajos de material genético de patógenos en muestras de sangre, sin necesidad de amplificación de ácidos nucleicos. En las pruebas diagnósticas CRISPR/Cas, los ARN guía se unen al ADN o ARN del patógeno, lo que desencadena la activación de las enzimas Cas que escinden los ácidos nucleicos reporteros, que fluorescen al escindirse. Sin embargo, las técnicas tradicionales basadas en CRISPR tienen dificultades para detectar patógenos en bajas concentraciones sin un paso de preamplificación. Para abordar esto, el equipo desarrolló una prueba basada en CRISPR que elimina la necesidad de amplificación al combinar dos sistemas CRISPR/Cas en un complejo conocido como CRISPR-Cascade. Una parte del sistema contiene un ARN guía específico para el ácido nucleico del patógeno, junto con una proteína Cas. Cuando la proteína Cas corta ácidos nucleicos especialmente diseñados añadidos al sistema, porciones de estos ácidos nucleicos pueden unirse y activar una segunda unidad CRISPR/Cas, lo que desencadena un ciclo de retroalimentación positiva que amplifica la señal, dando como resultado una alta relación señal-ruido.

La investigación, publicada en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América (PNAS), demostró una sensibilidad sin precedentes para la detección de patógenos. Detectó con éxito ADN de Staphylococcus aureus multirresistente sin amplificación previa, a concentraciones significativamente inferiores a los límites de detección de las pruebas que utilizan una sola enzima Cas. La prueba proporcionó un resultado directo de "sí/no" para la presencia de cualquiera de los cuatro patógenos sanguíneos comunes en muestras enriquecidas. Los hallazgos sugieren que este enfoque podría conducir al desarrollo de pruebas diagnósticas rápidas y altamente sensibles basadas en CRISPR, capaces de detectar patógenos en minutos, sin necesidad de amplificación de ácidos nucleicos.