Разработан быстрый тест на коронавирус на основе CRISPR/Cas12

Исследователи из Калифорнийского департамента общественного здоровья и компании Mammoth Biosciences опубликовали препринт статьи, где утверждают, что создали тест на SARS-CoV-2 на основе CRISPR. Сейчас тест проходит валидацию для получения одобрения FDA.

Большинство диагностических тестов на новый коронавирус основаны на ПЦР в реальном времени. Это относительно быстрый (процедура занимает 2–5 часов) и высокочувствительный метод, однако с его помощью можно обнаружить только активный патоген, так как иммунная система выздоровевших людей успешно очищает организм от вируса. Для диагностики ранее инфицированных людей или тех, у кого болезнь прошла бессимптомно, наиболее эффективно применение серологического анализа на содержание антител (подробнее об этом на PCR.news).

В препринте описано создание новой диагностической платформы на основе системы CRISPR/Cas12. Методика называется DETECTR CRISPR-Cas12 и включает извлечение вирусной РНК из образца от пациента, обратную транскрипцию РНК в ДНК, петлевую изотермическую амплификацию и детекцию специфичных вирусных последовательностей в пробе. Петлевую изотермическую амплификацию используют, чтобы увеличить количество вирусных мишеней в пробирке и улучшить чувствительность теста. Для обнаружения кДНК вируса исследователи добавляют два компонента системы редактирования генома CRISPR: белок Cas12, который разрезает ДНК, и гидовую РНК, которая связывается с Cas12 и направляет его на поиск специфичной последовательности генома коронавируса. Когда Cas12 находит мишень, он активируется, разрезает ее и продолжает разрезать любые другие короткие цепочки РНК или ДНК поблизости. Для использования Cas12 в качестве биосенсора разработаны последовательности ДНК, высвобождающие цветной маркер при разрезании. Визуализировать изменение цвета реакционной среды можно на тест-полоске. От выделения образца вирусной РНК до результата проходит всего около 30 минут.

Ученые проверили и оптимизировали метод на синтетических генах белков E и N SARS-CoV-2. Затем они сравнили пределы обнаружения DETECTR и ПЦР-теста CDC, одобренного FDA. Наконец, авторы применили новый метод к образцам от шести пациентов с COVID-19, четырех больных гриппом, трех пациентов с сезонной коронавирусной инфекцией и пяти здоровых доноров.

Главные преимущества DETECTR CRISPR-Cas12 — простота и скорость проведения теста. Он обладает чувствительностью в 90% и специфичностью в 100%, что сравнимо с одобренными FDA тестами на основе ПЦР в реальном времени. При этом для его проведения не требуется дорогостоящего оборудования, управляемого операторами-специалистами.

Известно, что титр коронавируса у госпитализированных пациентов может колебаться на протяжении нескольких дней независимо от тяжести заболевания. Поэтому один отрицательный результат анализа на наличие вирусной РНК не исключает инфекции, и пациентов тестируют несколько раз. Быстрая и точная платформа DETECTR CRISPR-Cas12 будет полезна для периодической проверки пациентов с подозрением на коронавирусную инфекцию.