Dankzij deze uitvinding krijgen we vliegensvlug toegang tot belangrijke biologische informatie.

Het is een van de nieuwste en zeer veelbelovende gentherapieën: CRISPR-Cas9. De therapie stelt onderzoekers in staat om het (menselijk) genoom heel nauwkeurig en snel te veranderen. Hierdoor kunnen bijvoorbeeld genetische ziekten onder mensen behandeld worden. En onderzoekers doen nu wederom een belangrijke stap om deze therapie te verbeteren.

CRISPR-chip
Wetenschappers hebben in een nieuwe studie een apparaat ontwikkeld, genaamd de CRISPR-chip, die in slechts enkele minuten genetische aandoeningen kan vaststellen. “We hebben voor het eerst een apparaat ontwikkeld dat CRISPR gebruikt om je genoom door te zoeken naar mogelijke mutaties,” zegt onderzoeker Kiana Aran. “Je zet een DNA-monster op de chip, laat CRISPR de zoekopdracht uitvoeren en het resultaat van de zoekopdracht wordt in enkele minuten geleverd.”


CRISPR-Cas9
Met CRISPR-Cas9 therapie is het mogelijk om het DNA in cellen op heel specifieke plekken aan te passen. Vergelijk het met een vlijmscherpe schaar die in het genoom gezet wordt die sommige draden van het DNA doorknipt. Zo kunnen specifieke genen worden uitgeschakeld of ongewenste stukjes DNA door een alternatief stukje DNA worden vervangen. Maar hiervoor moet je natuurlijk wel eerst weten waar je moet knippen. Hiervoor gebruiken wetenschappers het ‘gids-RNA’. Dit zijn kleine stukjes RNA waarvan de baseparen precies passen op de letters van het DNA dat je wilt aanpassen. Echter is er dan nog een technologie nodig die de juiste plek opspoort en markeert.

De CRISPR-Chip maakt gebruik van inactief CRISPR-Cas9-eiwit, vastgemaakt aan een transistor gemaakt van grafeen, om specifieke genetische mutaties in een DNA-monster te detecteren. Afbeelding: Image courtesy Kiana Aran

Opsporen
Voor het vinden van de genetische mutaties, zijn er op dit moment al meerdere methoden. Echter kosten deze methoden veel tijd. Zo worden kleine hoeveelheden DNA miljoenen keren gekopieerd tot er genoeg van zijn om het te analyseren. Maar de CRISPR-chip maakt deze stap overbodig. De CRISPR-chip combineert namelijk CRISPR-technologie en grafeen om binnen mum van tijd een diagnose vast te kunnen stellen. Grafeen – opgebouwd uit een enkele laag koolstofatomen – is zo elektrisch gevoelig dat het een DNA-sequentie kan ‘opsporen’ in een volledig genoommonster, zonder het tijdrovende kopieerwerk.

De chip kan verstrekkende gevolgen hebben. Zo kan het gebruikt worden voor het uitvoeren van genetische tests in de spreekkamer van een arts zonder dat er monsters naar een lab gestuurd hoeven te worden. “Als je een goed DNA-monster hebt, kun je de test gewoon aan het bed uitvoeren,” zegt onderzoeker Niren Murthy. Daarnaast kan het artsen helpen bij het ontwikkelen van persoonlijke behandelplannen voor patiënten. “Bepaalde mutaties of DNA-sequenties kunnen heel nauwkeurig voorspellen hoe iemand op bepaalde medicijnen reageert.” Al met al stellen de onderzoekers dat het apparaatje een bijzonder nuttig hulpmiddel kan zijn.