Ingegnerizzazione molecolare di sonde per il controllo di sistemi CRISPR-Cas12a
redazione 
Roma, 20 marzo 2024. Di Alessandro Ambrosin - U.S. Labozeta
Un gruppo di ricercatori guidato dal Prof. Alessandro Porchetta, presso il Dipartimento di Scienze e Tecnologie Chimiche dell’Università di Roma Tor Vergata, ha raggiunto un traguardo significativo nel campo delle nanobiotecnologie.
Questa importante ricerca è stata recentemente pubblicata sulla rinomata rivista internazionale "Angewandte Chemie International Edition", che ha anche riservato all'articolo la copertina posteriore nel prossimo volume.
Lo studio, intitolato "PAM-Engineered Toehold Switches as Input-Responsive Activators of CRISPR-Cas12a for Sensing Applications" offre una nuova prospettiva nell'utilizzo degli enzimi CRISPR per una rilevazione rapida e sensibile di anticorpi IgG e molecole di piccole dimensioni.
"Gli enzimi CRISPR-Cas sono generalmente noti come 'forbici molecolari', - precisa Porchetta - in grado di tagliare gli acidi nucleici bersaglio in modo specifico, sfruttando la complementarietà tra l'RNA guida e il DNA bersaglio. Questo sta trovando infinite applicazioni nel campo dell’editing genetico e della nanomedicina. Tuttavia, alcuni di questi enzimi, come la Cas12, mostrano anche un'attività collaterale secondaria, nota come nucleasi aspecifica. Abbiamo sfruttato questa attività 'collaterale' per creare un segnale ottico misurabile, utilizzabile per determinare la concentrazione della specie molecolare di interesse."
Il cuore della ricerca risiede nell'ingegnerizzazione di sonde molecolari di DNA con una struttura a forcina particolare, capaci di rispondere a input molecolari esterni in modo controllato, attivando gli enzimi CRISPR-Cas12a.
“Questa è un’ulteriore importante novità del nostro lavoro: riuscire a far attivare degli enzimi guidati da acidi nucleici attraverso l’uso di immunoglobuline che non interagiscono direttamente con CRISPR-Cas è stato complesso e ha richiesto 3 anni di lavoro” continua il Dott. Idili. Questo approccio ha permesso ai ricercatori di dimostrare la rilevazione rapida e quantitativa di anticorpi IgG e molecole di piccole dimensioni all'interno di matrici complesse come il siero umano, in soli 10 minuti e in un singolo passaggio di misura.
La Dott.ssa Neda Bagheri, autrice principale dello studio, sottolinea: "Questo innovativo approccio di rilevamento molecolare potrebbe avere un impatto significativo nei settori della diagnostica molecolare e del monitoraggio terapeutico. La nostra ricerca apre nuove prospettive nell’uso di CRISPR-Cas per la diagnosi precoce tramite rilevazione di biomarcatori proteici e nella gestione personalizzata delle malattie."
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