Новый тест на коронавирус на основе CRISPR-системы выдаст результат за час

Команда Фэна Чжана из Института Бродов (МТИ и Гарвард) с коллабораторами разработали диагностическую систему STOP (SHERLOCK Testing in One Pot — тестирование SHERLOCK в одном сосуде), которая позволяет за час определить наличие коронавируса в пробе и может использоваться у постели больного. Протокол размещен в базе medRxiv. Тест пока не был рассмотрен FDA и в настоящее время предназначен только для исследований.

В основе технологии SHERLOCK лежит амплификация нуклеиновых кислот с последующим распознаванием мишеней с помощью CRISPR-Cas-нуклеаз. При расщеплении мишени нуклеазой возникает флуоресцентный сигнал. Обычно диагностика с помощью SHERLOCK включает в себя много достаточно сложных этапов. Платформа STOP представляет собой упрощенный вариант SHERLOCK.

Один из продуктов на платформе STOP — система STOPCovid для определения РНК SARS-CoV-2 в биологических образцах. Для проведения диагностики COVID-19 с помощью новой системы достаточно несложного, легко доступного оборудования: пробирок и водяной бани. Мазок из носа или проба слюны помещаются в буфер для лизиса для высвобождения РНК, затем образец переносится в пробирку с реакционной смесью, содержащую набор ферментов и репортер FAM-биотин. Далее смесь инкубируется час при температуре 60°C. В это время в пробирке происходит LAMP-амплификация мишени и ее распознавание с помощью нуклеазы Cas12b. (При разработке ученые использовали фермент Cas12b бактерии Alicyclobacillus acidiphilus, так как он оставался активным при температуре проведения LAMP.)

При взаимодействии нуклеазы с мишенью происходит разрушение связи между молекулами биотина и флюорофора FAM. После в пробирку необходимо погрузить тест-полоску, на которую нанесены антитела к FAM. Если появятся две окрашенные полоски, значит, в пробе присутствует РНК SARS-CoV-2: антитела, связавшиеся с интактным репортером FAM-биотин, останутся на контрольной линии, а тестовую линию формируют антитела в комплексе с FAM без биотина.

Чувствительность STOPCovid сравнима с количественной ОТ-ПЦР — золотым стандартом современной диагностики. Предел обнаружения нуклеиновых кислот коронавируса составил 100 копий на реакцию для проб слюны и мазков из носоглотки, что также является достаточно хорошим результатом. Трижды повторив тест для проб от 12 больных COVID-19 и пяти здоровых пациентов, авторы подтвердили, что как минимум дважды тест правильно регистрировал наличие вирусной РНК в положительных пробах и всегда верно определял контрольные образцы.

На данный момент команда подготовила реагенты для 10 000 тестов, которые они готовы раздать бесплатно исследователям для оценки теста STOPCovid. Наборы и реагенты можно заказать на организованном авторами веб-сайте, где также можно поделиться своими результатами. 

Недавно получила одобрение FDA другая тест-система от Sherlock Bioscience — Sherlock CRISPR SARS-CoV-2. Она сходна со STOPCovid, однако амплификация и детекция в ней проходят как два отдельных этапа. Также мы писали о платформе для мультиплексированного обнаружения патогенов на базе SHERLOCK, которую авторы назвали CARMEN. В диагностическую панель включен SARS-CoV-2.