Nový test založený na CRISPR detekuje bakterie odolné vůči více léčivům bez zesílení

Profesor Bioengineering a děkan Grainger College of Engineering, Rashid Bashir, vedli tým vědců v projektu, který vyústil v novou technologii, která nabízí rychlou a vysoce citlivou detekci bakterií rezistentních na více léčivo a další patogeny při nízkých koncentracích.

Tento výzkum byl uveden v článku v Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických (PNAS).

Vědci navrhli test založený na CRISPR, který rychle detekuje nízké úrovně patogenního genetického materiálu v krvi. To se provádí bez potřeby nukleová kyselina zesílení.

V diagnostických testech založených na CRISPR/CAS se vodicí RNA vážou patogenní DNA nebo RNA, což spustí enzymy CAS, aby se staly aktivními a štěpily reportérové ​​nukleové kyseliny, které při štěpení fluoresují. Technika založená na jednom CRISPR však nedetekuje patogeny při nízkých úrovních bez předzesifikačního kroku.

Bashirův tým vytvořil diagnostický test založený na CRISPR, který prochází tento amplifikační krok kombinací dvou jednotek CRISPR/CAS v komplexu zvaném CRISPR-Cascade. Jedna jednotka obsahuje vodicí RNA specifickou pro výběr patogenové nukleové kyseliny a protein CAS. Když CAS štěpí speciálně inženýrské nukleové kyseliny, které se přidávají do systému, jsou části nukleových kyselin volně vázány a aktivují druhý CRISPR/CAS, což spustí pozitivní zpětnou vazbu, která má za následek vysoký poměr signál-šum.

Test prokázal bezprecedentní citlivost. Rovněž detekovala více léčivo-rezistentní Staphylococcus aureus DNA bez předchozího amplifikace při koncentracích, které byly řádově nižší než limit testu pomocí jediného CAS. Test poskytl jednoduchý výsledek „ano/ne“ pro přítomnost jakéhokoli patogenu ve vzorcích obohacených čtyřmi běžnými patogeny krevního řečiště.

Vědci uvedli, že tyto výsledky by mohly být použity k vývoji vysoce citlivých diagnostických testů založených na CRISPR, které mohou detekovat patogeny během několika minut bez amplifikace nukleové kyseliny.