Cuando CRISPR conoció al grafeno: un nuevo dispositivo permite detectar mutaciones genéticas directamente y en menos de una hora

Cuando Marvel dijo aquello de que "Infinity War era el crossover más ambicioso de la Historia", desde luego que no se esperaba esto: 'CRISPR' y 'grafeno' unidos en un solo dispositivo capaz de realizar pruebas de ADN en un puñado de minutos.

En un mundo donde los análisis de ADN están en pleno momento de "democratización" no parece nada del otro jueves. Sin embargo, lo realmente interesante del CRISPR-Chip es otra cosa: la idea de detectar ADN sin tener que amplificarlo. Algo que sienta las bases de desarrollos tecnológicos casi completamente nuevos de cara a diagnosticar rápidamente enfermedades genéticas o evaluar la precisión de las técnicas de modificación genética.

¿Qué significa eso de detectar ADN sin amplificar?

Buscar una mutación en el ADN es como buscar una aguja diminuta en un pajar terriblemente pequeño. Por eso, en los años 80, Kary Mullis desarrolló lo que se conoce como "reacción en cadena de la polimerasa", la PCR. Una técnica que permite** obtener un gran número de copias de un fragmento de ADN** en concreto a partir de una única copia del fragmento original.

Es decir, es una técnica que permite amplificar un fragmento de ADN y de esa forma, hace más fácil encontrar la dichosa nanoaguja en el enorme micropajar. La PCR fue revolucionaria hasta un punto difícil de imaginar: gran parte de lo que hacemos hoy con el ADN (desde la secuenciación de una muestra a la identificación de Jack el Destripador) funciona gracias esta técnica gracias a la cual Mallis ganó el Nobel en 1993.

El trabajo que publica hoy Kiana Aran en la revista Nature Biomedical Engineering (y en el que colabora la Universidad de Navarra) intenta enfocar el problema de la detección de mutaciones concretas de ADN de una forma distinta más basada en la ingeniería electrónica que en la biología molecular. Distinta, aunque no estrictamente nueva.

La idea era combinar la precisión de búsqueda de CRISPR y la ultrasensibilidad del grafeno para construir un mecanismo capaz de usarlos a la vez. Para ello, los autores diseñaron un chip que integraba proteínas Cas9 con el ARN de la mutación a buscar en unas placas fabricadas en grafeno. De esta forma, cuando se introduce la muestra de ADN, las proteínas buscan la mutación objeto y, si existe, se unen a ella. Esto cambia la conductividad del dispositivo de grafeno permitiéndonos detectar la mutación.

No es una idea teórica

Aunque el dispositivo se encuentra en sus primeras fases, los investigadores no solo han presentado una prueba de concepto, sino que han testado la eficacia del sistema en casos de Distrofia Muscular de Duchenne, un trastorno genético que produce degeneración muscular progresiva y reduce significativamente la esperanza de vida.

"Hemos demostrado que nuestro sistema es suficiente para las pruebas de mutación genética. Ahora necesitamos mejorar el sistema para detectar infecciones", dice Aran. Y lo cierto es que, al menos con los datos que tenemos, parece prometedor. Queda ver si por esta línea de trabajo podemos crear el equivalente genético a las tiras reactivas: chips baratos, fiables y capaces de llevar la medicina de precisión a las clínicas de todo el mundo.