O nouă metodă bazată pe CRISPR (metodă de editare genomică) găsește cu exactitate ARN-ul de la SARS-CoV-2 și promite să facă testarea pentru COVID-19 și alte boli rapidă și ușoară.
Colaboratorii de la Universitatea Rice și de la Universitatea din Connecticut au dezvoltat sistemul CRISPR-Cas13 de editare a ARN-ului, pentru a-și spori puterea de detectare a cantităților minime de virus SARS-CoV-2 în probele biologice. Un beneficiu major este că face acest lucru fără să folosească pasul de extracție și amplificare a ARN, care necesită timp în testarea PCR standard.
Noua platformă a avut un mare succes în comparație cu testarea PCR: a identificat 10 din 11 pozitive și niciun fals pozitiv pentru virus în testele pe probe clinice direct din tampoane nazale. Oamenii de știință au arătat că tehnica lor găsește semne de SARS-CoV-2 în concentrații attomolare (10-18).
Cas13 face parte din sistemul prin care bacteriile se apără în mod natural împotriva bacteriofagilor (microorganisme care pot distruge bacteriile). De când a fost descoperit, CRISPR-Cas9 a fost adaptat pentru a edita genomurile ADN-ului și promite să trateze și chiar să vindece boli.
Cas13 poate fi îmbunătățit cu ARN ghid pentru a găsi și tăia secvențe de ARN țintă, dar și pentru a găsi „colateral”, în acest caz, prezența virusurilor precum SARS-CoV-2.
“Proteina Cas13 proiectată în această lucrare poate fi adaptată cu ușurință la alte platforme consolidate anterior. Stabilitatea variantelor Cas13 proiectate le fac mai potrivite pentru diagnosticarea la punctul de îngrijire în zonele cu resurse reduse, atunci când mașinile PCR costisitoare nu sunt disponibile.” a spus Gao, inginer chimic și biomolecular la Școala de Inginerie George R. Brown din Rice.
Echipa de cercetare a fuzionat șapte domenii diferite de legare a ARN-ului la buclă, iar două dintre ele au fost net superioare. Când își găseau ținta, proteinele aveau fluorescență, dezvăluind prezența virusului.
“Dar asta nu a fost suficient pentru detectare, așa că am mutat întregul test de la un cititor de plăci cu fluorescență, care este destul de mare și nu este disponibil în setările cu resurse reduse, la un senzor electrochimic, care are o sensibilitate mai mare și poate fi folosit pentru diagnosticare la punctele de îngrijire”, a spus cercetătorul Yang Song.
Laboratorul dorește să-și adapteze tehnologia la benzile de hârtie precum cele din testele de acasă pentru anticorpi COVID-19, dar cu sensibilitate și precizie mult mai ridicate. „Sperăm că acest lucru va face testarea mai convenabilă și cu costuri mai mici”, a spus Gao.
Cercetătorii investighează, de asemenea, o detectare ameliorată a virusurilor Zika, dengue și Ebola, precum și biomarkeri predictivi pentru bolile cardiovasculare.
“Diferiți viruși au secvențe diferite. Putem proiecta ARN-ul ghid pentru a viza o secvență specifică pe care apoi o putem detecta, care este puterea sistemului CRISPR-Cas13.” a spus Yang.
Dar, pentru că proiectul a început pe perioada pandemiei de COVID-19, SARS-CoV-2 a fost un obiectiv natural. „Tehnologia este destul de adaptabilă tuturor țintelor. Acest lucru îl face o opțiune foarte bună pentru a detecta tot felul de mutații sau diferite coronavirusuri.” a adăugat Yang.
Munca lor ar putea duce la diagnosticarea rapidă a severității COVID-19.
„Suntem foarte încântați de această activitate ca un efort combinat între biologia structurii, ingineria proteinelor și dezvoltarea dispozitivelor biomedicale”, a adăugat Gao.
Studiul a fost publicat în revista Nature Chemical Biology.
Articol de Cristina Zarioiu
