El CSIC i la UV patenten un mètode per a detectar el virus de la covid-19 i altres patògens mitjançant CRISPR

Un grup d'investigació de l'Institut de Biologia Integrativa de Sistemes (I2SysBio), centre mixt del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) i la Universitat de València (UV), ha desenvolupat un mètode per a detectar virus com el causant de la pandèmia mundial de Covid-19, el SARS-CoV-2, mitjançant la tècnica d'edició genètica coneguda com a CRISPR. En concret, aquest nou sistema permet la detecció tant de diverses regions del mateix virus com de diferents tipus de coronavirus, reunint la rapidesa de diagnòstic dels test d'antígens amb la precisió de les tècniques PCR. La versatilitat d'aquest mètode, que permet detectar altres virus i fins i tot biomarcadors genètics humans, ha portat a presentar una patent europea.

El sistema desenvolupat a l'I2SysBio pel grup BioSystems Design, dirigit per l'investigador del CSIC Guillermo Rodrigo, és un nou mètode de detecció d'àcids nucleics (que formen el material genètic d'humans, bacteris i virus), basat en la proteïna Cas9, que prové del que es considera el ‘sistema immune bacterià’. CRISPR és el nom d'unes famílies de seqüències d'ADN presentes en bacteris que contenen fragments genètics de virus, que són utilitzats pel bacteri per a detectar virus similars i destruir-los.

Aquestes seqüències són la base de la tècnica coneguda com a CRISPR/Cas9, que utilitza unes guies d'ARN i la proteïna Cas9 per a dirigir-se a zones triades de l'ADN i tallar-les. “La proteïna Cas9 troba la seua diana en l'ADN gràcies a una molècula guia que l'acompanya”, explica Rosa Márquez-Costa, investigadora predoctoral de l'I2SysBio participant en el desenvolupament d'aquesta tècnica. “Una vegada la troba, curta la seqüencia diana i desplaça un fragment d'ADN que pot interaccionar amb una molècula reportera emetent un senyal de fluorescència que podem mesurar”.

Usant aquest mètode, predit pel microbiòleg il·licità Francis Mojica en 2005 i reconegut amb el Nobel de Química en 2020 a les investigadores Jennifer Doudna i Emmanuelle Charpentier, el grup d'investigació de l'I2SysBio ha comprovat el seu potencial per a la detecció de SARS-CoV-2 en mostres clíniques. CRISPR/Cas9 permet la detecció multiplexada de diferents seqüències: per a cadascuna d'elles, pot dissenyar-se una seqüència guia i una molècula reportera específiques. A més, els sistemes CRISPR permeten discriminar amb gran resolució seqüències genètiques (obtenint la precisió d'una PCR) i es poden acoblar a mètodes ràpids d'amplificació isotèrmica (amb la rapidesa d'un test d'antígens).

Segons Rosa Márquez, “existeixen altres tècniques de detecció amb sistemes CRISPR, però fan ús d'una activitat enzimàtica de cort inespecífica, la qual cosa limita la detecció multiplexada. El nostre sistema no es basa en el tall de cadenes d'àcids nucleics, sinó en reconfiguracions moleculars que es produeixen gràcies a interaccions específiques, podent així detectar en una mateixa reacció diferents seqüències”.

Aplicacions

L'equip d'investigació de l'I2SysBio ha posat a prova el mètode amb la detecció de SARS-CoV-2, però, en la seua opinió, el sistema té una gran plasticitat que permetria emprar-lo en la detecció d'una gran varietat d'elements, des d'una altra mena d'infeccions amb virus diferents fins a mutacions o biomarcadors al propi ésser humà.

Així, el CSIC i la Universitat de València han presentat conjuntament una sol·licitud de patent europea per a protegir aquest mètode. En el seu desenvolupament, l'equip d'investigació de l'I2SysBio ha comptat amb el suport de la plataforma PTI Salut Global (CSIC), de la Conferència de Rectors de les Universitats Espanyoles (CRUE), del Banc Santander, de la Generalitat Valenciana i dels fons Next Generation EU del Govern d'Espanya. A més, han realitzat un vídeo divulgatiu amb finançament de la Fundació General CSIC, a través del seu programa Cuenta la Ciencia.