Zo moet je de werking ongeveer voorstellen (afb: Science Han et. al.)

Met behulp van de CRISPR-techniek kun je het genoom bewerken, maar je kunt er ook DNA mee bewerken dat wordt gebruikt om medicijnen ter plekke in het lichaam af te leveren of om als sensor te dienen. Nature heeft het dan over slimme materialen, maar dat slaat natuurlijk (let op) helemaal nergens op.
James Collins van het MIT in Cambridge (VS) en medeonderzoekers hebben de CRISPR-methode gebruikt om die zogenaamde ‘slimme’ materialen te maken. De onderzoekers gebruikten een polymere watergel die bij elkaar gehouden werd door DNA-strengen: DNA-hydrogels.

Waar in genoombewerking vaak de Cas9-genschaar wordt gebruikt, maakten Collins en de zijnen gebruik van het Cas12a-enzym als schaar. Met hulp van een gidseiwit snijdt Cas12a op bepaalde plaatsen de enkelstrengige DNA-moleculen door. Dat gebeurt als er op de een of andere manier een signaal tot knippen wordt gegeven (als bijvoorbeeld een bepaalde concentratie een drempel overschrijdt). Als gevolg daarvan verandert de hydrogel van vorm of verdwijnt zelfs helemaal, afhankelijk hoe de DNA-gel ‘geprogrammeerd’ is, waardoor de lading die de gel meevoert vrijkomt.

De onderzoekers stelden de hydrogel zo in dat er enzymen, medicijnen of zelfs menselijke cellen vrijkomen als de CRISPR-machine aan het knippen slaat in reactie op een prikkel. Collins hoopt dat de DNA-gels gebruikt kunnen worden om medicijnen, bijvoorbeeld voor een kanker- of antibioticabehandeling, ter plaatse af te leveren, maar je kunt er ook andere dingen mee doen (zoals de onderzoekers aantoonden).

Elektronische circuits

Collins en de zijnen gingen met de CRISPR-gestuurde hydrogels ook op de elektronische toer. In een experiment plaatsten ze hydrogels in een chipachtige component (een microvloeistofkamer) in verbinding met een elektronische schakeling. Het circuit werd uitgeschakeld als er een bepaalde ziekteverwekkend(e) stof of organisme werd aangetroffen zoals het ebolavirus of een antibioticaresistentie S. aureus-bacterie.

De onderzoekers ontwikkelden met hydrogels ook een systeem dat een draadloos signaal afgeeft als het ebolavirus wordt aangetroffen. Met een dergelijke detector in een rugzak konden zelfs virusbevattende monsters worden aangemerkt door er (met die rugzak) langs te lopen. Dit zijn natuurlijk maar voorbeelden. Ik ben ervan overtuigd dat we hier meer van horen.

Bron: Nature