Технология CRISPR поможет различать разновидности штаммов COVID-19 и респираторные вирусы
Исследователи из Broad Institute of MIT и Гарвардского и Принстонского университетов разработали технологию на основе CRISPR, которая может быстро различать омикрон, дельта и другие варианты COVID-19, а также другие респираторные вирусы, включая грипп.
Команда использовала этот метод, известный как mCARMEN, во время начала всплеска омикрон-варианта в декабре 2021 года, чтобы получить предварительное представление о росте распространенности этого варианта в Массачусетсе. На основании этих результатов Департамент здравоохранения Массачусетса (MDPH) поделился этой информацией с больницами штата, чтобы помочь определить варианты лечения пациентов с COVID-19.
Для создания mCARMEN исследователи адаптировали CARMEN, диагностическую технологию на основе CRISPR, разработанную в Брод в 2020 году, чтобы сделать ее более быстрой, чувствительной и легко внедряемой в клинических лабораториях и лабораториях наблюдения, с целью более широкого использования оптимизированной платформы во время будущих вспышек SARS-CoV-2 или других патогенов.
"Пандемия COVID-19 показала нам, что необходимо проводить больше тестов, чаще, особенно на ранних стадиях пандемии", - сказал соавтор исследования Кэмерон Мирволд, который помогал разрабатывать CARMEN, будучи постдокторантом в Бродском университете, а сейчас является доцентом молекулярной биологии в Принстонском университете. "COVID-19 показывает нам, что сложные вирусы будут появляться и дальше, поэтому мы должны продолжать их искать и придумывать лучшие способы для этого".
Исследователи из лабораторий Сабети и Пола Блейни впервые разработали платформу CARMEN, используя микрофлюидические чипы и молекулы направляющей РНК на основе CRISPR, которые могут обнаруживать определенные последовательности в генетическом материале патогена. В исследовании 2020 года они показали, что CARMEN может идентифицировать один тип вируса в более чем 1000 образцах одновременно или искать более 160 различных вирусов, включая вирус COVID-19, в небольшом количестве образцов.
Однако оригинальная платформа CARMEN требует специального оборудования, требует интенсивной ручной работы в течение 8-10 часов и обеспечивает более низкую производительность, чем та, которая необходима во время пандемии. Чтобы лучше реагировать на угрозы общественному здравоохранению, такие как появление новых вариантов SARS-CoV-2, исследователи усовершенствовали технологию в 2021 году, чтобы сделать ее более полезной в клинических условиях и позволить ей быстро обнаруживать множество вирусов и вариантов.
В своем последнем исследовании ученые показали, что mCARMEN может различать 21 разновидность респираторных вирусов человека в образцах пациентов, включая SARS-CoV-2, другие коронавирусы и штаммы гриппа, демонстрируя такие же результаты, как и оригинальная технология CARMEN. Работая с партнерами из Массачусетской больницы общего профиля, они продемонстрировали способность mCARMEN обнаруживать и различать ряд респираторных вирусов человека в образцах, полученных от пациентов.
"Благодаря быстрому времени работы mCARMEN мы можем помочь поддержать немедленное реагирование общественного здравоохранения", - сказал Уэлч. "Вспышка омикронного вируса показывает необходимость в диагностике, которая дает больше информации, чем стандартное тестирование на основе ПЦР, без затрат средств и времени, требуемых при секвенировании вируса".
