Most, a Harvard Egyetem Wyss Biológiai Inspirált Mérnöki Intézetének kutatói, a Massachusetts Institute of Technology (MIT), és számos Boston környéki kórház olcsó, CRISPR-alapú diagnosztikai teszt, amely lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy otthoni nyálmintájuk segítségével teszteljék magukat a SARS-CoV-2 és a vírus több variánsára, további műszerek nélkül.
A diagnosztikai eszköz, Minimálisan hangszerelt SHERLOCK (miSHERLOCK), könnyen használható, és olyan eredményeket biztosít, amelyeket egy kísérő okostelefon -alkalmazás egy órán belül elolvashat és ellenőrizhet. A kísérletek során sikeresen megkülönböztette a SARS-CoV-2 három különböző változatát, és gyorsan átkonfigurálható további változatok, például a Delta észlelésére. Az eszköz összeszerelhető 3D nyomtatóval és általában elérhető alkatrészekkel körülbelül 15 dollárért, és a hardver újbóli használata egyenként 6 dollárra csökkenti az egyes vizsgálatok költségeit.
A miSHERLOCK nem teszi szükségessé a betegminták központosított vizsgálati helyre történő szállítását, és nagyban leegyszerűsíti a minta -előkészítési lépéseket, gyorsabbá teszi a betegeket és az orvosokat, pontosabb kép az egyéni és közösségi egészségről, ami kritikus a fejlődő járvány idején. "
Helena de Puig, Ph.D., Első szerző, Posztdoktori ösztöndíjas, Wyss Intézet és MIT
A diagnosztikai eszközt egy ma közzétett tanulmány írja le A tudomány fejlődése .
A Bostoni Gyermekkórház gyermekgyógyászati oktatójaként fertőző betegségekre szakosodott, társszerző, Rose Lee, M.D. több mint egy éve dolgozik a COVID-19 világjárvány frontvonalán. A klinikán szerzett tapasztalatai inspirációt adtak a projekthez, amely végül miSHERLOCK lesz.
"Egyszerű dolgok, amelyek korábban mindenhol jelen voltak a kórházban, mint a nasopharyngealis tamponok, hirtelen nehéz volt hozzájutni, így a szokásos mintafeldolgozási eljárások megszakadtak, ami nagy probléma egy járványhelyzetben, - mondta Lee, aki szintén látogató ösztöndíjas a Wyss Intézetben. „Csapatunk motivációja a projektben az volt, hogy kiküszöbölje ezeket a szűk keresztmetszeteket, és pontos diagnosztikát biztosítson a COVID-19-hez, kevésbé támaszkodva a globális ellátási láncokra, és pontosan felismerni a kezdetben megjelenő változatokat is. "
A diagnosztikájuk SARS-CoV-2 észlelési eleméhez, a csoport a CRISPR-alapú technológia felé fordult, amelyet a Wyss Core Faculty tagja és vezető tanulmányi szerzője, Jim Collins laborjában hoztak létre, Ph.D. "specifikus nagy érzékenységű enzimatikus riporter feloldás" (SHERLOCK). A SHERLOCK a CRISPR "molekuláris ollóját" használja a DNS vagy az RNS letörésére bizonyos helyeken, egy további bónusszal:ez a fajta olló más DNS -darabokat is elvág a környező területen, lehetővé téve, hogy nukleinsav -szondamolekulákkal megtervezzék, hogy olyan jelet állítsanak elő, amely jelzi, hogy a célpontot sikeresen levágták.
A kutatók létrehoztak egy SHERLOCK reakciót, amelynek célja a SARS-CoV-2 RNS vágása a Nukleoprotein nevű gén egy adott régiójában, amely a vírus több változatában konzerválódott. Amikor a molekuláris olló - a Cas12a nevű enzim - sikeresen kötődik és elvágja a nukleoprotein gént, az egyszálú DNS-szondákat is levágják, fluoreszkáló jelet állít elő. Emellett további SHERLOCK teszteket hoztak létre, amelyek célja a három SARS-CoV-2 genetikai változatot reprezentáló Spike fehérje szekvenciák vírusmutációinak panelje:Alpha, Béta, és a Gamma.
Olyan vizsgálatokkal felfegyverkezve, amelyek megbízhatóan képesek kimutatni a vírus RNS-t az FDA által engedélyezett diagnosztikai tesztek elfogadott koncentrációs tartományán belül, a csapat ezután a diagnosztika vitathatatlanul legnehezebb kihívásának megoldására összpontosította erőfeszítéseit:a minta előkészítését.
"Amikor egy mintát nukleinsavak [mint a DNS vagy az RNS] szempontjából vizsgál, sok lépést kell tennie a minta előkészítéséhez, hogy ténylegesen kivonhassa és felerősítse ezeket a nukleinsavakat. Meg kell védenie a mintát, amíg a vizsgáló létesítménybe szállítja, és győződjön meg arról is, hogy nem fertőző, ha fertőző betegséggel küzd. Annak érdekében, hogy ez valóban könnyen használható diagnosztikai teszt legyen, fontos volt számunkra, hogy ezt a lehető legegyszerűbbé tegyük, "-mondta társszerző, Xiao Tan, M.D., Ph.D., a Wyss Intézet klinikai munkatársa és a Massachusettsi Általános Kórház gasztroenterológiai orvosoktatója.
A csapat a nyál helyett a nasopharyngealis tamponmintákat választotta gyűjtési módszerként, mert a felhasználók könnyebben gyűjtik a nyálat, és a vizsgálatok azt mutatták, hogy a SARS-CoV-2 a fertőzés után még több napig kimutatható a nyálban. A feldolgozatlan nyál azonban saját kihívások elé állítja:olyan enzimeket tartalmaz, amelyek lebontják a különböző molekulákat, magas arányú hamis pozitív eredményt produkál.
A kutatók új technikát dolgoztak ki a probléma megoldására. Első, a nyálhoz két DTT és EGTA nevű vegyszert adtak, és a mintát 3 percig 95 ° C -ra melegítették, amely megszüntette a hamis pozitív jelet a kezeletlen nyálból és felszeletelte a vírusrészecskéket. Ezután beépítettek egy porózus membránt, amelyet úgy terveztek, hogy felfogja az RNS -t a felületén, amelyet végül közvetlenül hozzá lehet adni a SHERLOCK reakcióhoz az eredmény létrehozásához.
Ahhoz, hogy a nyálminta előkészítését és a SHERLOCK reakciót egyetlen diagnosztikába integrálja, a csapat egy egyszerű, akkumulátoros készüléket tervezett, két kamrával:fűtött mintakészítő kamrával, és fűtetlen reakciókamra. A felhasználó beköp a minta -előkészítő kamrába, bekapcsolja a meleget, és három -hat percet vár, amíg a nyál gonosz lesz a szűrőben. A felhasználó eltávolítja a szűrőt, és áthelyezi a reakciókamra oszlopába, majd benyom egy dugattyút, amely lerakja a szűrőt a kamrába, és kilyukaszt egy víztartályt, hogy aktiválja a SHERLOCK reakciót. 55 perc múlva, a felhasználó a színezett átvilágító ablakon keresztül a reakciókamrába néz, és megerősíti a fluoreszkáló jel jelenlétét. Használhatnak egy kísérő okostelefon -alkalmazást is, amely elemzi az okostelefon kamerája által regisztrált képpontokat, hogy egyértelmű pozitív vagy negatív diagnózist biztosítson.
A kutatók 27 COVID-19 beteg és 21 egészséges beteg klinikai nyálmintái segítségével tesztelték diagnosztikai eszközüket, és megállapította, hogy a miSHERLOCK helyesen azonosította a COVID-19-pozitív betegeket az esetek 96% -ában, és a betegség nélküli betegeket az esetek 95% -ában. Az alfa ellen is tesztelték a teljesítményét, Béta, és Gamma SARS-CoV-2 variánsok, egészséges emberi nyálba juttatva teljes hosszúságú szintetikus vírusos RNS-t tartalmazó mutációkkal, amelyek mindegyik változatot képviselik, és azt találta, hogy az eszköz hatékony volt a vírus RNS -koncentrációk tartományában.
"A miSHERLOCK egyik nagyszerű tulajdonsága, hogy teljesen moduláris. Maga az eszköz elkülönül a vizsgálatoktól, így különböző vizsgálatokat végezhet az észlelendő RNS- vagy DNS -szekvencia tekintetében, "-mondta társszerzője, Devora Najjar, kutatási asszisztens az MIT Media Lab -ban és a Collins Lab -ban. "A készülék ára körülbelül 15 dollár, de a tömegtermelés a lakást körülbelül 3 dollárra csökkentené. Az új célpontokra vonatkozó vizsgálatok körülbelül két hét alatt hozhatók létre, lehetővé teszi a COVID-19 és más betegségek új változataira vonatkozó tesztek gyors fejlesztését. "
A miSHERLOCK csapata az alacsony erőforrás-beállításokat szem előtt tartva hozta létre eszközét, mivel a járvány fényt derített a világ különböző részei közötti hatalmas egyenlőtlenségekre az egészségügyi ellátásban. Az eszköz hardverét bárki megépítheti, aki hozzáfér a 3D nyomtatóhoz, és a fájlok és az áramkörök mind nyilvánosan elérhetők az interneten. Az okostelefonos alkalmazás hozzáadása szintén az erőforrás-korlátozott beállításokat célozta meg, mivel a mobiltelefon -szolgáltatás gyakorlatilag a világ bármely pontján elérhető, még gyalogosan is nehezen megközelíthető területeken. A csapat szívesen dolgozik együtt olyan gyártókkal, akik érdeklődnek a miSHERLOCK széles körű gyártása iránt a globális forgalmazás érdekében.
"Amikor a miSHERLOCK projekt elindult, szinte nem történt SARS-CoV-2 változat megfigyelés. Tudtuk, hogy a változatkövetés hihetetlenül fontos lesz a COVID-19 helyi és globális közösségekre gyakorolt hosszú távú hatásainak értékelésekor, így arra kényszerítettük magunkat, hogy valóban decentralizált, rugalmas, felhasználóbarát diagnosztikai platform, - mondta Collins, aki egyben Termeer Orvostudományi és Tudomány professzora az MIT -en. "A minta -előkészítési probléma megoldásával, biztosítottuk, hogy ez az eszköz gyakorlatilag készen áll arra, hogy a fogyasztók a jelenlegi állapotuk szerint használhassák, és izgatottan várjuk, hogy ipari partnerekkel együtt dolgozzunk, hogy kereskedelmi forgalomban kaphassuk. "
"A legmodernebb biotechnológia és olcsó anyagok kombinálásával ez a csapat létrehozott egy hatékony diagnosztikai eszközt, amelyet helyi szinten gyárthatnak és használhatnak a fejlett orvosi végzettséggel nem rendelkező emberek. Tökéletes példa a Wyss Intézet küldetésének megvalósítására:életet megváltoztató innovációk átadása azoknak, akiknek szükségük van rájuk, - mondta Don Ingber, a Wyss alapító igazgatója, M.D., Ph.D., aki egyben a Judah Folkman érbiológia professzor a Harvard Orvostudományi Egyetemen és a Bostoni Gyermekkórházban, valamint a Harvard John A. Paulson Műszaki és Alkalmazott Tudományok Egyetem biomérnöki professzora.
A FLUOstar Omega segítségével új bélbaktériumokat vizsgálhat, amelyek befolyásolhatják egészségünket
E. coli szuperbaktériumok terjedése a rossz WC -higiénia miatt,
Az autoimmunitás genetikai kockázata a bél mikrobiómájának különbségeihez köthető
Az alkohol károsítja a szájüreg mikrobiómát
Az orális szex bakteriális vaginózist válthat ki
Kevés bizonyíték az mRNS COVID-19 vakcinával összefüggő thrombocytopeniára,
Az emésztési megnyilvánulások gyakoriak, de enyheek a kórházi COVID-19 betegek körében
Egy 121 kutatóból álló csapat az Egyesült Államokból és Kanadából arról számolt be, hogy bár az emésztési megnyilvánulások gyakoriaknak tűnnek a 2019-es koronavírus-betegségben (COVID-19) kórházba ker
A rövid láncú zsírsav -kiegészítés javítja a stroke helyreállítását,
az egerek vizsgálata azt mutatja A test rövid láncú zsírsavainak kiegészítése javíthatja a stroke helyreállítását, a JNeurosci -ban nemrég publikált egereken végzett kutatások szerint. A rövid láncú z
A GSK-3 inhibitorok ígéretesek a koronavírus-fertőzések kezelésében
Az Egyesült Államok kutatói új megközelítést javasoltak a koronavírusokkal való fertőzés kezelésére, mint például a súlyos akut légúti szindróma koronavírus 2 (SARS-CoV-2)-a 2019-es koronavírus-betegs