Diagnosi di biologia molecolare con CRISPR-Cas
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Abstract
Sin dalla sua nascita, la biologia molecolare è stata oggetto di continui aggiornamenti, necessari per rispondere in modo sempre più efficace alle crescenti esigenze del settore clinico.
In particolare, l’avvento delle terapie personalizzate ha accentuato la necessità di disporre di metodiche diagnostiche che siano al contempo rapide, precise e altamente performanti. In questo contesto, il sistema di difesa batterico CRISPR-Cas, scoperto relativamente di recente, ha dimostrato una notevole versatilità nell’ambito clinico e diagnostico.
Il suo straordinario potenziale ha attirato l’interesse di numerosi gruppi di ricerca a livello internazionale, che stanno esplorando le sue applicazioni nella diagnostica molecolare.
Una delle caratteristiche distintive di CRISPR-Cas è la possibilità di programmare il riconoscimento di specifiche sequenze nucleotidiche, rendendolo superiore ai tradizionali enzimi di restrizione.
Questa proprietà lo rende particolarmente adatto alla diagnosi di malattie genetiche umane, alterazioni del DNA mitocondriale e alla rilevazione di microrganismi patogeni.
Sebbene l’impiego di CRISPR-Cas in ambito diagnostico sia ancora relativamente recente, gli studi condotti finora hanno prodotto risultati estremamente promettenti, evidenziando vantaggi concreti rispetto alle metodiche convenzionali.
Pertanto, è ragionevole ipotizzare che, con il proseguimento della ricerca e l’ottimizzazione tecnica del sistema, nei prossimi anni i professionisti sanitari potranno avvalersi di approcci innovativi di biologia molecolare, capaci di identificare in tempi rapidi le patologie oggetto di indagine.
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Riferimenti bibliografici
Jinek, M., Chylinski, K., Fonfara, I., Hauer, M., et al. (2012). A programmable dual-RNA-guided DNA endonuclease in adaptive bacterial immunity. Science (New York, N.Y.), 337(6096), 816–821.
Bhatia, S., Pooja, & Yadav, S. K. (2023). CRISPR-Cas for genome editing: Classification, mechanism, designing and applications. International Journal of Biological Macromolecules, 238, 124054.
Jiang, F., & Doudna, J. A. (2015). The structural biology of CRISPR-Cas systems. Current Opi-nion in Structural Biology, 30, 100–111.
Koonin, E. v, Makarova, K. S., & Zhang, F. (2017). Diversity, classification and evolution of CRISPR-Cas systems. Current Opinion in Microbiology, 37, 67–78.
Fu, W., Ma, J., Wang, Z., Tang, N., et al. (2025). Mechanisms and engineering of a miniature type V-N CRISPR-Cas12 effector enzyme. Nature Communications, 16(1), 5667.
Bonini, A., Poma, N., Vivaldi, F., Kirchhain, A., et al. (2021). Advances in biosensing: The CRISPR/Cas system as a new powerful tool for the detection of nucleic acids. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 192, 113645.
Gootenberg, J. S., Abudayyeh, O. O., Kellner, M. J., et al. (2018). Multiplexed and portable nucleic acid detection platform with Cas13, Cas12a, and Csm6. Science, 360(6387), 439–444.
Mukama, O., Wu, J., Li, Z., Liang, Q., et al. (2020). An ultrasensitive and specific point-of-care CRISPR/Cas12 based lateral flow biosensor for the rapid detection of nucleic acids. Bio-sensors and Bioelectronics, 159, 112143.
Ai, J.-W., Zhou, X., Xu, T., Yang, M., et al. (2019). CRISPR-based rapid and ultra-sensitive dia-gnostic test for Mycobacterium tuberculosis. Emerging Microbes & Infections, 8(1), 1361–1369.
Chakraborty, J., Chaudhary, A. A., Khan, S.-U.-D., Rudayni, H. A., et al. (2022). CRISPR/Cas-Based Biosensor As a New Age Detection Method for Pathogenic Bacteria. ACS Omega, 7(44), 39562–39573.
Asano, K., Yoshimi, K., Takeshita, K., Mitsuhashi, S., et al. (2024). CRISPR Diagnostics for Quantification and Rapid Diagnosis of Myotonic Dystrophy Type 1 Repeat Expansion Disor-ders. ACS Synthetic Biology, 13(12), 3926–3935.
Xu, S., Shiomi, H., Yamashita, Y., Koyama, S., et al. (2024). CRISPR-Cas9-guided amplifica-tion-free genomic diagnosis for familial hypercholesterolemia using nanopore sequencing. PLOS ONE, 19(3), e0297231.
Kohabir, K. A. V., Nooi, L. O., Brink, A., Brakenhoff, R. H., et al. (2023). In Vitro CRISPR-Cas12a-Based Detection of Cancer-Associated TP53 Hotspot Mutations Beyond the crRNA Seed Region. The CRISPR Journal, 6(2), 127–139.
Feng, Z., Kong, D., Jin, W., He, K., et al. (2023). Rapid detection of isocitrate dehydrogenase 1 mutation status in glioma based on Crispr-Cas12a. Scientific Reports, 13(1), 5748.
Qi, J., Qi, Q., Zhou, Z., Wu, Y., et al. (2024). PER-CRISPR/Cas14a system-based electrochemi-cal biosensor for the detection of ctDNA EGFR L858R. Analytical Methods, 16(1), 51–61.
Cao, G., Chen, X., Deng, Y., Nie, F., et al. (2021). Single-nucleotide variant of PIK3CA H1047R gene assay by CRISPR/Cas12a combined with rolling circle amplification. Analytica Chimica Acta, 1182, 338943.
Jiang, H., Duan, K., Han, X., Wang, J., et al. (2021). Detection of Mitochondrial Mutations Through Isothermal Nucleic Acid Amplification Coupled With Clustered Regularly Interspa-ced Short Palindromic Repeat-Associated Endonuclease Cas13a. Frontiers in Genetics, 11.