Профессор биоинженерии и декан Инженерного колледжа Грейнджера Рашид Башир возглавил группу исследователей в проекте, результатом которого стала новая технология, обеспечивающая быстрое и высокочувствительное обнаружение бактерий с множественной лекарственной устойчивостью и других патогенов в низких концентрациях.
Это исследование было представлено в статье в Трудах Национальной академии наук (PNAS).
Исследователи разработали тест на основе CRISPR, который быстро обнаруживает низкие уровни генетического материала патогена в крови. Это делается без необходимости амплификации нуклеиновых кислот.
В диагностических тестах на основе CRISPR/Cas направляющие РНК связывают патогенную ДНК или РНК, активируя ферменты Cas и расщепляя репортерные нуклеиновые кислоты, которые флуоресцируют при расщеплении. Однако единственная методика на основе CRISPR не обнаруживает патогены на низких уровнях без этапа предварительной амплификации.
Команда Башира создала диагностический тест на основе CRISPR, который обходит этот этап амплификации, объединяя два блока CRISPR/Cas в комплексе под названием CRISPR-Cascade. Один блок содержит направляющую РНК, специфичную для выбранной патогенной нуклеиновой кислоты, и белок Cas. Когда Cas расщепляет специально сконструированные нуклеиновые кислоты, которые добавляются в систему, части нуклеиновых кислот могут свободно связываться и активировать второй CRISPR/Cas, запуская положительную обратную связь, что приводит к высокому отношению сигнал/шум.
Тест продемонстрировал беспрецедентную чувствительность. Он также обнаружил ДНК Staphylococcus aureus с множественной лекарственной устойчивостью без предварительной амплификации в концентрациях, которые были на порядки ниже предела теста с использованием одного Cas. Тест давал простой результат «да/нет» для присутствия любого патогена в образцах, в которые были добавлены четыре распространенных патогена кровотока.
Исследователи заявили, что эти результаты могут быть использованы для разработки высокочувствительных диагностических тестов на основе CRISPR, которые могут обнаруживать патогены за считанные минуты без амплификации нуклеиновых кислот.
