Поиск

Ученые из Гарварда и МТИ разработали прототипы носимых устройств из функционализированных материалов, детектирующих инфекции по специфическим метаболитам и нуклеиновым кислотам, и рассказали о них в Nature Biotechology. Лиофилизированные бесклеточные генетические схемы интегрированы в гибкие материалы, (например, силиконовые эластомеры и текстиль). В качестве генно-инженерных компонентов ученые использовали факторы транскрипции, рибопереключатели, флуоресцентные аптамеры и комплексы CRISPR-Cas12. Компоненты активируются увлажнением. В частности, ученые создали прототип лицевой маски с сенсором на SARS-CoV-2 в выдыхаемом аэрозоле. Маска содержит четыре компонента: резервуар для увлажнения, область для сбора образца с большой площадью поверхности, микрофлюидное анализирующее устройство на бумажной основе (µPAD) и иммунохроматографическую тест-полоску. µPAD состоит из трех реакционных зон. Первая содержит реагенты для лизиса, разрушающие вирусную мембрану. Во второй зоне происходит изотермическая амплификация участка S-гена SARS-CoV-2. Финальная реакционная зона несет сенсор, основанный на оптимизированной системе Cas12a SHERLOCK. В присутствии мишени на тест-полоске отображается колориметрический сигнал. При этом тест-полоска может располагаться как с наружней, так и с внутренней стороны маски. В экспериментах с симуляцией дыхания прототип маски детектировал фрагменты вирусной РНК в количестве 10⁶–10⁷ копий.

Компания Sherlock Biosciences и Dartmouth-Hitchcock Health (D-HH), академическая система здравоохранения в Нью-Гэмпшире,  запускают клиническое исследование набора Sherlock CRISPR SARS-CoV-2. (Подробнее о разработках Sherlock Bio на PCR.news.)

Набор получил разрешение на экстренное использование от FDA в мае. Он основан на методе SHERLOCK: нуклеаза CRISPR с помощью специальной гидовой РНК обнаруживает генетическую сигнатуру SARS-CoV-2 в мазках из носа, носоглотки, ротоглотки или бронхоальвеолярном лаваже, фермент активируется и разрезает репортерные РНК, которые генерируют сигнал. Результаты доступны примерно через час. С помощью тест-системы будут анализироваться образцы, взятые в больницах D-HH.

Как заявляет Sherlock Bio, это первый и до сих пор единственный диагностический тест на основе CRISPR, получивший одобрение FDA для качественного обнаружения геномов SARS-CoV-2. Над тестом на SARS-CoV-2, выполняемым в домашних условиях, работает также конкурент Sherlock в производстве тест-систем на основе CRISPR — Mammoth Bioscience (подробности).

В среду, 20 мая, компания Mammoth Biosciences заключила соглашение с GSK Consumer Healthcare о совместной разработке точной и простой портативной тест-системы для детекции активного SARS-CoV-2 в назальных мазках. В основу тест-системы ляжет платформа DETECTR, использующая технологию CRISPR-Cas12. Препринт с описанием адаптации DETECTR CRISPR-Cas12 для диагностики новой коронавирусной инфекции появился в конце марта на medRxiv, а в апреле в Nature Biotechnology вышла его рецензированная версия. Это не первый CRISPR-тест на SARS-CoV-2: в середине мая FDA выдало разрешение на экстренное использование для набора Sherlock CRISPR SARS-CoV-2 компании Sherlock Biosciences. Mammoth и GSK Consumer Healthcare ожидают одобрения FDA до конца 2020 года, однако тесты на коронавирус на платформах SHERLOCK и DETECTR займутразные ниши: Sherlock CRISPR SARS-CoV-2  предназначен для использования в больницах и больших лабораториях, тогда как тест DETECTR подойдет для диагностики в домашних условиях и в кабинете врача.

Управление по контролю качества продуктов и медикаментов США (FDA) выдало разрешение на экстренное использование для теста SARS-CoV-2 на основе CRISPR. Тест от Sherlock Biosciences основан на платформе SHERLOCK, использующей расщепление молекул-репортеров, которая была разработана в лаборатории Фэна Чжана из Института Бродов. Расщепление происходит, когда платформа обнаруживает определенную генетическую сигнатуру, в данном случае геном коронавируса, в мазках из носа, носоглотки или ротоглотки или из образца бронхоальвеолярного лаважа. (Подробнее об одной из версий платформы SHERLOCK на PCR.news.)

Это первый случай, когда разрешение получил диагностический инструмент на основе CRISPR. Набор Sherlock CRISPR SARS-CoV-2 должен выдавать результат примерно через час.

30 октября Mologic и Sherlock Biosciences объявили о коллаборации для создания ультрачувствительной скоростной диагностической тест-системы, определяющей ДНК- и РНК-мишени в биологических образцах. В основу новой системы лягут ключевые разработки Mologic: платформа для анализа активности ферментов ELTABA и высокочувствительная диагностическая система CARD, основанная на технологии латерального потока и предназначенная для применения у постели больного. CARD позволяет обнаруживать в образце любой белок или малую молекулу с минимальной концентрацией 1 пг/мл, что делает его пригодной для раннего обнаружения заболеваний. Второй составляющей проекта станет платформа INSPECTR компании Sherlock Biosciences. Платформа использует подходы синтетической биологии. В основе лежат бесклеточные программируемые системы, позволяющие детектировать широкий спектр молекул-мишеней без дополнительных инструментов и специальной подготовки биологических образцов.

Обе компании идут по пути удешевления и упрощения диагностики. Новая платформа объединит передовые технологии обнаружения нуклеиновых кислот, создания суперантител, латерального проточного анализа и определения ферментативной активности. Возможность программирования платформы позволит диагностировать широкий спектр заболеваний. Разработчики уверяют, что система будет функционировать в любых условиях, в том числе в домашних, и обойдется без дополнительных ресурсов, оборудования и даже электричества, что делает ее пригодной к использованию в малообеспеченных регионах.