Коллектив молекулярных биологов из Калифорнийского университета в Сан-Франциско и местной компании Mammoth Biosciences создал новую тест-систему для обнаружения следов SARS-CoV-2, названную Detectr.
По словам авторов разработки, это более быстрая и недорогая альтернатива традиционным диагностическим тестам, в частности анализу методом полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР).
Как сообщается в работе ученых, опубликованной в журнале Nature Biotechnology, Detectr недорог, прост в применении и обеспечивает получение быстрого (менее чем за 40 минут) и точного тестирования на основе геномного редактора CRISPR/Cas12 — он определяет 95 процентов положительных анализов и 100 процентов отрицательных. Более того, в перспективе тестирование можно будет проводить даже в домашних условиях.
CRISPR — мощный инструмент для редактирования генов, базирующийся на иммунной системе бактерий. Технологию впервые представили в 2012 году — и с тех пор ее широко использовали для «включения» и «выключения» генов без изменения их последовательности. На базе CRISPR в сочетании с белком под названием Cas12 и кусочками генетического материала коронавируса исследователи и разработали тест, который нацелен на два гена SARS-CoV-2 — N и E. Тесты на коронавирус, разработанные Центрами по контролю и профилактике заболеваний США, основаны на гене N, в то время как тесты от Всемирной организации здравоохранения, нацелены на ген E. Тест-система Detectr рассматривает оба гена, что позволяет провести анализ быстрее и надежнее.
Как и в случае стандартных анализов методом ОТ-ПЦР, тестирование начинается со взятия мазка слизистой носоглотки и ротоглотки человека для выявления его РНК/ДНК. Затем тампон вводится в тест-систему, которая может распознавать вирусные сигнатуры, присоединяться к ним и разрезать метки. После этого выделяется флуоресцентная молекула, сигнализирующая о наличии вируса. Изменение цвета определяет, положителен тест или отрицателен.
«Мы проверили наш метод, используя искусственные эталонные образцы, а также клинические образцы от пациентов из Соединенных Штатов, включая 36 больных Covid-19 и 42 пациента с другими вирусными респираторными инфекциями. <…> Наш тест выполняет одновременную обратную транскрипцию и изотермическую амплификацию с использованием петл-опосредованной амплификации (RT-LAMP) для РНК, выделенной из мазков со слизистой носоглотки и ротоглотки, в универсальной транспортной среде (UTM) с последующим обнаружением белком Cas12 предварительно определенных последовательностей SARS-CoV-2, после чего расщепление репортерного гена подтверждает обнаружение вируса», — рассказывают биологи.
Detectr был разработан в рекордно короткие сроки — менее чем за три недели, и, конечно, его еще можно улучшить. По словам биологов, несмотря на то что их тест-система чуть менее чувствительная, чем анализ методом ОТ-ПЦР, она может обнаруживать всего 3,2 копии вирусных геномов на микролитр пробы — это меньше, чем капля воды.
Ученые планируют встроить тест-систему в портативное устройство с одноразовыми картриджами, которые можно будет использовать даже на дому. Сейчас Detectr ожидает одобрения Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) — как только разрешение будет получено, можно будет начать массовое производство.
Автор: Мария Азарова