Дженнифер Дудна представила CRISPR-тест на SARS-CoV-2

На сервере препринтов medRxiv опубликована статья о новом методе CRISPR-диагностики коронавирусной инфекции. Количественный анализ обычных клинических образцов осуществляется с помощью простого прибора и смартфона и занимает около пяти минут, при низких концентрациях вирусного генома — до получаса.

Изображение:

CRISPR-Cas9 — для редактирования, но есть и диагностические CRISPR-технологии

Credit:

Huan Gaertner | 123rf.com

Исследователи под руководством Дженнифер Дудны и еще двух ученых опубликовали препринт, в котором рассказывают о создании нового метода диагностики SARS-CoV-2 на основе CRISPR-Cas13a. Дудна вместе с Эммануэль Шарпантье стала лауреатом Нобелевской премии по химии 2020 года за открытие CRISPR-редактирование генома, и она много лет занимается разработкой и коммерциализацией технологий CRISPR Dx — диагностических приложений CRISPR, основанных на использовании ферментов и гидовых РНК, которые нацелены на определенную последовательность, например, на вирусный геном. Принцип тот же, что и при редактировании, но при разрезании мишени генерируется сигнал, который можно детектировать. (Нуклеаза Cas одновременно с мишенью разрезает репортерную РНК с флуоресцирующей молекулой на одном конце и гасителем на другой; когда концы этой РНК удаляются друг от друга, появляется флуоресценция.)

Для проведения реакции нужен простой прибор с реакционной ячейкой и 488-нанометровым лазером для возбуждения флуоресценции. Свечение можно детектировать с помощью камеры смартфона, приложенного к прибору; авторы называют это «флуоресцентной микроскопией» у постели больного или в домашних условиях. Тест может быть количественным, поскольку сила флуоресцентного сигнала была пропорциональна количеству вируса. Для исследования подходят обычные клинические образцы, например, мазки из носа.

Новый метод не требует амплификации генома коронавируса, в отличие от других методов, в том числе основанных на CRISPR, — таких как китайский CRISPR-COVID или DETECTR CRISPR-Cas12, разработанный исследователями из Калифорнийского департамента общественного здоровья и компании Mammoth Biosciences, где Дженнифер Дудна — один из сооснователей.

На подбор гидовых РНК соавторы потратили месяцы, исследовав сотни молекул. В итоге использовали РНК, таргетирующие ген нуклеокапсида вируса. Тест безошибочно идентифицировал пять положительных клинических образцов всего за 5 минут на каждый. При использовании одной гидовой РНК тест обнаруживает 100 000 копий генома на микролитр раствора, а если использовать две — всего 100 на микролитр (правда, в этом случае анализ занимает полчаса). Высокую специфичность теста подтвердили, исследовав образцы с нуклеиновыми кислотами сезонных коронавирусов и вируса гриппа.

В середине мая FDA выдало разрешение на экстренное использование для набора Sherlock CRISPR SARS-CoV-2 компании Sherlock Biosciences, где один из соучредителей — пионер CRISPR Фэн Чжан. Эта компания занимается созданием тест-систем на платформе SHERLOCK, также использующей расщепление молекул-репортеров, которая была разработана в лаборатории Фэна Чжана в Институте Бродов. Тест DETECTR CRISPR-Cas12 от Mammoth Biosciences получил разрешение FDA позже, в сентябре.

Высказывалось мнение, что тесты на коронавирус на платформах SHERLOCK и DETECTR займут разные ниши: Sherlock CRISPR SARS-CoV-2 будет использоваться в больницах и больших лабораториях, тогда как тест DETECTR подойдет для диагностики в домашних условиях и в кабинете врача. Однако в июле Sherlock Biosciences объявила о партнерстве с компанией Binx Health по разработке быстрого CRISPR Dx теста на COVID-19. Компании планируют объединить диагностическую платформу Binx io с технологией CRISPR SHERLOCK для тестирования в «клиниках, врачебных кабинетах, домах престарелых, аптеках и другие легкодоступных для потребителей местах».

Исследователи из Института Бродов (MIT и Гарвард) также разработали платформу для масштабируемого мультиплексированного обнаружения патогенов, включающую SARS-CoV-2. Платформу назвали CARMEN — Combinatorial Arrayed Reactions for Multiplexed Evaluation of Nucleic acids (подробнее на PCR.news).

Источник

Parinaz Fozouni, et al. // Direct detection of SARS-CoV-2 using CRISPR-Cas13a and a mobile phone // medRxiv, 2020, DOI: 10.1101/2020.09.28.20201947

Добавить в избранное

Вам будет интересно