Elo, Fuerscher um Wyss Institut fir Biologesch Inspiréiert Engineering op der Harvard University, vum Massachusetts Institute of Technology (MIT), a verschidde Boston-Regioun Spideeler hunn eng bëlleg, CRISPR-baséiert Diagnosetest deen d'Benotzer erlaabt sech selwer fir SARS-CoV-2 a verschidde Varianten vum Virus ze testen mat enger Probe vun hirem Spaut doheem, ouni extra Instrumenter gebraucht.
Diagnoseapparat, genannt Minimally Instrumented SHERLOCK (miSHERLOCK), ass einfach ze benotzen a liwwert Resultater déi kënne mat enger begleedender Smartphone App bannent enger Stonn gelies a verifizéiert ginn. Et huet erfollegräich tëscht dräi verschidde Variante vu SARS-CoV-2 an Experimenter ënnerscheet, a ka séier nei konfiguréiert ginn fir zousätzlech Varianten wéi Delta z'entdecken. Den Apparat kann mat engem 3D Drécker an allgemeng verfügbar Komponente fir ongeféier $ 15 zesummegesat ginn, an d'Wiederbenotzung vun der Hardware bréngt d'Käschte vun individuellen Assays op $ 6 all erof.
miSHERLOCK eliminéiert d'Notzung fir Patiente Proben op eng zentraliséiert Testplaz ze transportéieren a vereinfacht d'Proufpräparatiounsstufen immens, Patienten an Dokteren méi séier ginn, méi korrekt Bild vun der individueller a Gemeinschaftsgesondheet, wat kritesch ass wärend enger evoluéierter Pandemie. "
Helena de Puig, Ph.D., Co-First Auteur, Postdoctoral Fellow, Wyss Institut a MIT
Den Diagnoseapparat gëtt beschriwwen an engem Pabeier deen haut publizéiert gouf am Wëssenschaftlech Fortschrëtter .
Als Enseignant a Pädiatrie am Boston Children's Hospital mat enger Spezialisatioun an ustiechend Krankheeten, Co-Éischt Auteur Rose Lee, MD schafft un de Frontlinnen vun der COVID-19 Pandemie fir iwwer e Joer. Hir Erfarungen an der Klinik hunn Inspiratioun fir de Projet geliwwert, dee schlussendlech zu miSHERLOCK géif ginn.
"Einfach Saachen déi fréier iwwerall am Spidol waren, wéi Nasopharyngeal Swabs, waren op eemol schwéier ze kréien, sou datt routinesch Probeveraarbechtungsprozedure gestéiert goufen, wat e grousse Problem an enger pandemescher Kader ass, "sot Lee, deen och e Visiting Fellow am Wyss Institut ass. "D'Motivatioun vun eisem Team fir dëse Projet war dës Knaschthals ze eliminéieren an eng korrekt Diagnostik fir COVID-19 ze bidden mat manner Ofhängegkeet vu weltwäite Versuergungsketten, a konnt och déi Varianten, déi ugefaang hunn erauszefannen, präzis z'entdecken. "
Fir d'SARS-CoV-2 Detektiounsstéck vun hirer Diagnostik, d'Grupp huet sech op eng CRISPR-baséiert Technologie erstallt am Labo vum Wyss Core Fakultéit Member a Senior Pabeier Autor Jim Collins, Dokteraarbecht genannt "spezifesch héich Empfindlechkeet enzymatesch Reporter opmaachen" (SHERLOCK). SHERLOCK benotzt CRISPR "molekulare Schéier" fir DNA oder RNA op spezifesche Plazen ze schneiden, mat engem zousätzleche Bonus:dës spezifesch Aart vu Schéier schneit och aner DNA Stécker an der Ëmgéigend, erlaabt et mat Nukleinsäure -Sondmoleküle konstruéiert ze ginn fir e Signal ze produzéieren wat beweist datt d'Zil erfollegräich geschnidde gouf.
D'Fuerscher hunn eng SHERLOCK Reaktioun erstallt fir SARS-CoV-2 RNA op enger spezifescher Regioun vun engem Gen mam Numm Nucleoprotein ze schneiden deen iwwer verschidde Varianten vum Virus konservéiert ass. Wann de molekulare Schéier - en Enzym mam Numm Cas12a - den Nukleoprotein -Gen erfollegräich bindt a schneit, Eenstrengeg DNA Sonden ginn och geschnidden, e Fluorescent Signal ze produzéieren. Si hunn och zousätzlech SHERLOCK Assays erstallt fir e Panel vu virale Mutatiounen a Spike Proteinsekvens ze zielen déi dräi SARS-CoV-2 genetesch Varianten duerstellen:Alpha, Beta, a Gamma.
Bewaffnet mat Assays déi zouverlässeg viral RNA bannent der akzeptéierter Konzentratiounsbereich fir FDA-autoriséiert Diagnostik Tester kéinte feststellen, d'Team fokusséiert duerno hir Efforten op d'Léisung wat méiglecherweis déi schwéierst Erausfuerderung an der Diagnostik ass:Préparatioun.
"Wann Dir eng Probe fir Nukleinsäuren testt [wéi DNA oder RNA], et gi vill Schrëtt déi Dir maache musst fir d'Probe virzebereeden sou datt Dir dës Nukleinsäuren tatsächlech extrahéiere kann an amplifizéieren. Dir musst d'Probe schützen wärend se am Transit an d'Testanlag ass, a gitt och sécher datt et net ustiechend ass wann Dir mat enger iwwerdrobarer Krankheet ze dinn hutt. Fir dëst e wierklech einfach ze benotzen diagnosteschen Test ze maachen, et war wichteg fir eis sou vill wéi méiglech ze vereinfachen, "sot de Co-Éischt Auteur Xiao Tan, M.D., Ph.D., e Clinical Fellow um Wyss Institut an Instruktor fir Medizin an der Gastroenterologie am Massachusetts General Hospital.
D'Team huet gewielt Spaut ze benotzen anstatt nasopharyngeal Schwäizer Proben als hir Sammelmethod, well et méi einfach ass fir d'Benotzer Spaut ze sammelen an d'Studien hu gewisen datt SARS-CoV-2 a Spaut fir eng gréisser Unzuel vun Deeg no der Infektioun erkennbar ass. Awer onveraarbechtlecht Spaut stellt seng eegen Erausfuerderungen vir:et enthält Enzyme déi verschidde Moleküle degradéieren, produzéiert en héijen Taux vu falschen Positiven.
D'Fuerscher hunn eng nei Technik entwéckelt fir dee Problem ze léisen. Éischten, si hunn zwee Chemikalien mam Numm DTT an EGTA zum Spaut bäigefüügt an d'Prouf fir 3 Minutten op 95 ° C erhëtzt, wat de falsche positiven Signal aus dem onbehandeltem Spaut eliminéiert huet an all viral Partikelen opgeschnidden huet. Si hunn dunn eng porös Membran integréiert déi entwéckelt gouf fir RNA op senger Uewerfläch ze fänken, déi endlech direkt an d'SHERLOCK Reaktioun bäigefüügt ka ginn fir e Resultat ze generéieren.
Fir d'Spaut Probe Virbereedung an d'SERLOCK Reaktioun an eng Diagnos z'integréieren, d'Team entworf en einfachen Batterie ugedriwwenen Apparat mat zwee Kummeren:eng gehëtzt Probe Virbereedungskammer, an eng onverhëtzt Reaktiounskammer. E Benotzer späizt an d'Proufpréparatiounskammer, dréit d'Hëtzt un, a waart dräi bis sechs Minutten fir de Spaut béis an de Filter ze ginn. De Benotzer läscht de Filter an iwwerdréit et an d'Reaktiounskammer Kolonn, dréckt dann e Plunger deen de Filter an d'Kammer deposéiert an e Waassertank reservéiert fir d'SERLOCK Reaktioun z'aktivéieren. 55 Minutte méi spéit, de Benotzer kuckt duerch déi getéinte Transilluminatorfenster an d'Reaktiounskammer a bestätegt d'Präsenz vun engem fluoreszenten Signal. Si kënnen och eng begleedend Smartphone App benotzen déi d'Pixel analyséiert déi vun der Kamera vum Smartphone registréiert gi fir eng kloer positiv oder negativ Diagnos ze ginn.
D'Fuerscher hunn hiren Diagnoseapparat getest mat klineschen Spautproben aus 27 COVID-19 Patienten an 21 gesonde Patienten, a fonnt datt miSHERLOCK korrekt identifizéiert COVID-19-positiv Patienten 96% vun der Zäit a Patienten ouni Krankheet 95% vun der Zäit. Si hunn och seng Leeschtung géint den Alpha getest, Beta, a Gamma SARS-CoV-2 Varianten andeems ee gesond mënschlecht Spaut mat volllängt syntheteschen virale RNA enthält Mutatiounen, déi all Variant duerstellen, a fonnt datt den Apparat effektiv wier iwwer eng Rei vu virale RNA Konzentratioune.
"Eng vun de grousse Saachen iwwer miSHERLOCK ass datt et ganz modulär ass. Den Apparat selwer ass getrennt vun den Assays, sou datt Dir verschidde Assays fir déi spezifesch Sequenz vun RNA oder DNA kënnt pluggen deen Dir probéiert z'entdecken, "sot de Co-Éischt Auteur Devora Najjar, e Fuerschungsassistent am MIT Media Lab an am Collins Lab. "Den Apparat kascht ongeféier $ 15, awer d'Massproduktioun bréngt de Logement op ongeféier $ 3 erof. Assays fir nei Ziler kënnen an ongeféier zwou Wochen erstallt ginn, erméiglecht déi séier Entwécklung vun Tester fir nei Varianten vum COVID-19 an aner Krankheeten. "
D'MiSHERLOCK Team huet hiren Apparat erstallt mat niddereg-Ressource Astellungen am Kapp, wéi d'Pandemie déi grouss Ongläichheeten am Gesondheetszougang zougemaach huet, déi tëscht verschiddenen Deeler vun der Welt existéieren. D'Hardware vum Apparat ka vu jidderengem gebaut ginn mat Zougang zu engem 3D Drécker, an d'Dateien a Circuit Designs sinn all ëffentlech online verfügbar. D'Zousatz vun enger Smartphone App war och op ressource-limitéiert Astellunge gezielt, well den Handyservice praktesch iwwerall op der Welt verfügbar ass, och a Beräicher déi schwéier ze Fouss ze erreechen sinn. D'Team ass begeeschtert mat Hiersteller ze schaffen, déi interesséiert si miSHERLOCK op Skala fir global Verdeelung ze produzéieren.
"Wéi de miSHERLOCK Projet ugefaang huet, et war bal keng SARS-CoV-2 Variant Iwwerwaachung geschitt. Mir woussten datt Variant Tracking onheemlech wichteg wier wann Dir déi laangfristeg Effekter vum COVID-19 op lokal a global Gemeinschaften bewäerten, also hu mir eis gedréckt fir e wierklech dezentraliséierten ze kreéieren, flexibel, userfrëndlech Diagnoseplattform, "sot de Collins, deen och den Termeer Professer fir Medizinesch Engineering &Wëssenschaft um MIT ass. "Duerch d'Léisung vum Probe Virbereedungsprobleem, mir hu gesuergt datt dësen Apparat praktesch prett ass fir d'Konsumenten ze benotzen wéi se ass, a mir si begeeschtert mat industrielle Partner ze schaffen fir et kommerziell verfügbar ze maachen. "
"Duerch Kombinéiere vun der moderner Biotechnologie mat bëllege Materialien, dëst Team huet e mächtege Diagnoseapparat erstallt deen op lokalen Niveau vu Leit ouni fortgeschratt medizinesche Grad hiergestallt a benotzt ka ginn. Et ass e perfekt Beispill vun der Missioun vum Wyss Institut an Aktioun:Liewensverännerend Innovatiounen an d'Hänn vu Leit ze leeën déi se brauchen, "sot de Wyss Grënnungsdirekter Don Ingber, M.D., Ph.D., deen och den Judah Folkman Professer fir vaskulär Biologie an der Harvard Medical School a Boston Children's Hospital, a Professer fir Bioengineering an der Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences.
Infliximab kann d'Effektivitéit vun e puer COVID-19 Impfungen behënneren
Studie weist antiviral Effekter vum Curcumin
Dysbiose an der Darmmikrobiota kann eng schwéier sekundär Infektioun bei COVID-19 Patienten verursaachen
Fuerscher hoffen datt Bluttest dee genaue Fibromyalgie diagnostizéiert kéint bannent fënnef Joer verfügbar sinn
Neie Prozess weist verbessert Iwwerliewe fir Patienten mat fortgeschrattem kolorektalen BRAF-mutanten Kriibs
Kuerzkette Fettsäure -Ergänzung verbessert den Erhuelung vum Schlag,
Wat kann antike Feeën eis iwwer d'Evolutioun vum mënschlechen Darmmikrobiom soen?
Antike Mikrobiota Informatioun representéiert eng vital Ressource fir bakteriell Evolutioun ze studéieren an dbiologesch Verbreedung vu chronesche Krankheeten duerch dGeschicht ze entdecken. En inte
Antibiotesch Resistenz verduebelt an nëmmen zwee Joerzéngten
Antibiotesch Resistenz stellt eng grave Erausfuerderung fir vill virdru geheelt infektiiv Krankheeten. Am Moment, Antibiotikaresistenz beweist sech vill méi séier ze erhéijen am Verglach mat der Entwé
De Mikrobiom Verloscht vum Antibiotikum benotzt beaflosst d'Äntwert op d'Gripp Impfung
All lieweg Persoun huet Billiounen u Mikroben, déi an hirem Verdauungstrakt liewen, a méi wéi 400 Aarte vu Bakterien am Darm, méi wéi dZuel vun den Zellen am Kierper. Déi normal Darmflora ass wichteg