Un sistema de hidrogel sensible a las CRISPR ofrece una estrategia programable para biomateriales inteligentes

Según informan los autores, los hidrogeles infundidos con biomoléculas de ADN se pueden programar y controlar con precisión mediante las CRISPR -una tecnología que suele asociarse más con la ingeniería del genoma en organismos vivos- a fin de traducir la información biológica en cambios físicos y químicos en las propiedades de los materiales.

El estudio presenta un nuevo tipo de material de hidrogel sensible a los CRISPR basado en ADN con funciones y propiedades adaptables en respuesta a objetivos de ADN definidos por el usuario, que podrían allanar el camino hacia una amplia gama de aplicaciones biomédicas in vitro en ingeniería de tejidos, bioelectrónica y biosensores.

Los materiales inteligentes activados por señales biológicas son cada vez más importantes en las aplicaciones biomédicas. Se ha sugerido que los hidrogeles receptivos producidos empleando secuencias de ADN son particularmente adecuados para estos fines. Sin embargo, según los autores, el uso de los hidrogeles actuales que responden al ADN es limitado, en especial en cuanto a su programabilidad, debido en gran parte a su complejidad del diseño y su falta de sensibilidad a los desencadenantes de la activación del ADN.

En esta ocasión, Max English y sus colegas presentan un nuevo tipo de sistema de hidrogel de ADN que integra el conjunto de herramientas CRISPR-Cas como forma de programar y controlar las propiedades definidas por el usuario de hidrogeles sensibles al ADN. English et al. emplean la enzima nucleasa Cas12a guiada por ARN para identificar y escindir secciones específicas de ADN definidas por el usuario en el seno del hidrogel, desencadenando así la activación del material.

A fin de ilustrar el gran alcance de las aplicaciones del material inteligente programable sensible a las CRISPR, los autores demuestran la liberación controlada de compuestos, nanopartículas y células vivas encapsuladas en el hidrogel de ADN. Además, English et al. indican que los materiales pueden diseñarse para actuar como fusibles eléctricos degradables y válvulas fluídicas con capacidades de señalización inalámbrica de identificación por radiofrecuencia (Radio Frequency Identification, RFID). En un artículo de Perspective relacionado, Da Han y sus colegas analizan este estudio en mayor detalle. (Fuente: AAAS)