חוקרים הולנדים משלבים CRISPR ו-bioluminescence במבחן ניסיוני עבורמחלות מדבקות

חלבון לילה חדש שפותח יכול להאיץ ולפשט את האבחנה של מחלות ויראליות, לפי חוקרים בהולנד.
המחקר שלהם, שפורסם ביום רביעי ב-ACS Publications, מתאר שיטה רגישה חד-שלבית לניתוח מהיר של חומצות גרעין ויראליות והמראה שלהן באמצעות חלבונים זוהרים בכחול או ירוק.
זיהוי פתוגנים על ידי זיהוי טביעות האצבע של חומצת הגרעין שלהם הוא אסטרטגיית מפתח באבחון קליני, מחקר ביו-רפואי וניטור בטיחות מזון וסביבתי.בדיקות שרשרת שרשרת הכמותיות (PCR) בשימוש נרחב הן רגישות מאוד, אך דורשות הכנת דגימות מתוחכמת או פרשנות של תוצאות, מה שהופך אותן לבלתי מעשיות עבור הגדרות מסוימות של שירותי בריאות או הגדרות מוגבלות במשאבים.
קבוצה זו מהולנד היא תוצאה של שיתוף פעולה בין מדענים מאוניברסיטאות ובתי חולים לפיתוח שיטת אבחון חומצות גרעין מהירה, ניידת וקלה לשימוש, הניתנת ליישום במגוון הגדרות.
הם נוצרו בהשראת הבזקי גחלילית, זוהרים של גחליליות וכוכבים זעירים של פיטופלנקטון מימי, כולם מופעלים על ידי תופעה הנקראת ביולוגית.אפקט זוהר בחושך זה נגרם על ידי תגובה כימית המערבת את חלבון הלוציפראז.המדענים שילבו חלבוני לוציפראז בחיישנים שפולטים אור כדי להקל על התצפית כשהם מוצאים מטרה.למרות שזה הופך את החיישנים הללו לאידיאליים לזיהוי נקודת טיפול, כרגע אין להם את הרגישות הגבוהה הדרושה לבדיקות אבחון קליניות.בעוד ששיטת עריכת הגנים CRISPR יכולה לספק את היכולת הזו, היא דורשת שלבים רבים וציוד מיוחד נוסף כדי לזהות את האות החלש שיכול להיות קיים בדגימות מורכבות ורועשות.
חוקרים מצאו דרך לשלב חלבון הקשור ל-CRISPR עם אות ביולוגי-אורני שניתן לזהות במצלמה דיגיטלית פשוטה.כדי לוודא שיש מספיק דגימת RNA או DNA לניתוח, החוקרים ביצעו הגברה של ריקומבינאז פולימראז (RPA), טכניקה פשוטה הפועלת בטמפרטורה קבועה של סביב 100°F.הם פיתחו פלטפורמה חדשה בשם Luminescent Nucleic Acid Sensor (LUNAS), שבה שני חלבוני CRISPR/Cas9 ספציפיים לחלקים רציפים שונים של הגנום הנגיפי, שלכל אחד מהם מוצמד קטע לוציפראז ייחודי אליהם למעלה.
כאשר קיים הגנום הנגיפי הספציפי שהחוקרים בודקים, שני חלבוני CRISPR/Cas9 נקשרים לרצף חומצות הגרעין היעד;הם הופכים בסמיכות, ומאפשרים לחלבון לוציפראז שלם להיווצר ולפלוט אור כחול בנוכחות מצע כימי..כדי להסביר את המצע הנצרך בתהליך זה, החוקרים השתמשו בתגובת בקרה שפולטת אור ירוק.צינור שמשנה צבע מירוק לכחול מעיד על תוצאה חיובית.
החוקרים בדקו את הפלטפורמה שלהם על ידי פיתוח מבחן RPA-LUNAS, שמזההSARS-CoV-2 RNAללא בידוד RNA מייגע, והדגים את ביצועיו האבחוניים בדגימות ספוגיות של האף-לוע מCOVID 19חולים.RPA-LUNAS זיהה בהצלחה את SARS-CoV-2 תוך 20 דקות בדגימות עם עומס נגיפי של RNA נמוך כמו 200 עותקים/μL.
החוקרים מאמינים שהבדיקה שלהם יכולה לזהות בקלות וביעילות וירוסים רבים אחרים."RPA-LUNAS אטרקטיבי לבדיקת מחלות זיהומיות בנקודת טיפול", הם כתבו.