Zdaj, raziskovalci na inštitutu Wyss za biološko navdihnjeno inženirstvo na univerzi Harvard, Tehnološki inštitut Massachusetts (MIT), in več bolnišnic na območju Bostona je ustvarilo poceni, Diagnostični test na osnovi CRISPR, ki uporabnikom omogoča, da se sami preizkusijo na SARS-CoV-2 in več različicah virusa z vzorcem sline doma, brez dodatnih instrumentov.
Diagnostična naprava, imenovan minimalno instrumentiran SHERLOCK (miSHERLOCK), je enostaven za uporabo in zagotavlja rezultate, ki jih lahko v eni uri prebere in preveri spremljajoča aplikacija za pametni telefon. V poskusih je uspešno ločil med tremi različnimi variantami SARS-CoV-2, in jih je mogoče hitro ponovno konfigurirati za odkrivanje dodatnih variant, kot je Delta. Napravo lahko sestavite s 3D -tiskalnikom in splošno dostopnimi komponentami za približno 15 USD, in ponovna uporaba strojne opreme zniža stroške posameznih testov na 6 USD.
miSHERLOCK odpravlja potrebo po prevozu vzorcev pacientov na centralizirano mesto testiranja in močno poenostavlja korake priprave vzorcev, hitrejše zdravljenje bolnikov in zdravnikov, natančnejšo sliko zdravja posameznika in skupnosti, kar je kritično med razvijajočo se pandemijo. "
Helena de Puig, Doktor znanosti, Prvi avtor, Podoktorski sodelavec, Wyss Institute in MIT
Diagnostična naprava je opisana v danes objavljenem članku Znanstveni napredek .
Kot inštruktor pediatrije v otroški bolnišnici v Bostonu, specializiran za nalezljive bolezni, soavtorica Rose Lee, M.D. dela na prvih linijah pandemije COVID-19 že več kot eno leto. Njene izkušnje na kliniki so bile navdih za projekt, ki je na koncu postal miSHERLOCK.
"Preproste stvari, ki so bile v bolnišnici vseprisotne, kot brisi iz nazofarinksa, jih je bilo nenadoma težko dobiti, zato so bili rutinski postopki obdelave vzorcev moteni, kar je v pandemičnih razmerah velik problem, "je rekel Lee, ki je tudi gostujoči sodelavec na inštitutu Wyss. "Motivacija naše ekipe za ta projekt je bila odpraviti ta ozka grla in zagotoviti natančno diagnozo COVID-19 z manj zanašanja na svetovne dobavne verige, prav tako bi lahko natančno zaznali različice, ki so se začele pojavljati. "
Za del odkrivanja SARS-CoV-2 njihove diagnostike, skupina se je obrnila na tehnologijo, ki temelji na CRISPR, ustvarjeno v laboratoriju člana fakultete Wyss Core in višjega avtorja prispevka Jim Collinsa, Dr. imenovano "specifično visoko občutljivo encimsko reportersko odklepanje" (SHERLOCK). SHERLOCK uporablja "molekularne škarje" CRISPR za izrezovanje DNA ali RNA na določenih lokacijah, z dodatnim bonusom:ta posebna vrsta škarij reže tudi druge koščke DNK v okolici, kar omogoča, da se z molekulami sonde nukleinske kisline proizvede signal, ki kaže, da je bila tarča uspešno odrezana.
Raziskovalci so ustvarili reakcijo SHERLOCK, namenjeno rezanju RNA SARS-CoV-2 na določenem območju gena, imenovanega Nukleoprotein, ki je ohranjen pri več različicah virusa. Ko se molekularne škarje - encim, imenovan Cas12a - uspešno vežejo in razrežejo gen nukleoproteinov, so izrezane tudi enoverižne sonde DNA, proizvajajo fluorescenčni signal. Ustvarili so tudi dodatne SHERLOCK teste, namenjene usmerjanju skupine virusnih mutacij v sekvencah Spike proteinov, ki predstavljajo tri genetske variante SARS-CoV-2:alfa, Beta, in gama.
Oboroženi s testi, ki bi lahko zanesljivo zaznali virusno RNA v sprejemljivem območju koncentracij za diagnostične teste, ki jih odobri FDA, ekipa je nato svoja prizadevanja usmerila v reševanje nedvomno najtežjega izziva v diagnostiki:pripravo vzorca.
"Ko testirate vzorec za nukleinske kisline [kot sta DNA ali RNA], Za pripravo vzorca morate narediti veliko korakov, da lahko te nukleinske kisline dejansko ekstrahirate in ojačate. Vzorec morate zaščititi med prevozom do preskusnega objekta, in se prepričajte, da ni nalezljiv, če imate opravka s prenosljivo boleznijo. Da bi bil ta diagnostični test resnično enostaven za uporabo, za nas je bilo pomembno, da to čim bolj poenostavimo, "je dejal prvi avtor Xiao Tan, M.D., Doktor znanosti, klinični sodelavec na Inštitutu Wyss in inštruktor medicine za gastroenterologijo v Splošni bolnišnici Massachusetts.
Ekipa se je kot način zbiranja odločila uporabiti slino in ne vzorce nazofaringealnega brisa, ker uporabniki lažje zbirajo slino, študije pa so pokazale, da je SARS-CoV-2 v slini mogoče zaznati več dni po okužbi. Nepredelana slina pa predstavlja svoje izzive:vsebuje encime, ki razgrajujejo različne molekule, proizvaja veliko število lažno pozitivnih rezultatov.
Raziskovalci so razvili novo tehniko za rešitev tega problema. Prvič, v slino so dodali dve kemikaliji, imenovani DTT in EGTA, ter vzorec 3 minute segrevali na 95 ° C, ki je odpravil lažno pozitiven signal iz neobdelane sline in razrezal vse virusne delce. Nato so vgradili porozno membrano, ki je bila zasnovana tako, da zadrži RNA na svoji površini, ki bi ga lahko končno dodali neposredno reakciji SHERLOCK, da bi ustvarili rezultat.
Za integracijo priprave vzorca sline in reakcije SHERLOCK v eno diagnostiko, ekipa je zasnovala preprosto napravo na baterije, ki ima dve komori:ogrevano komoro za pripravo vzorcev, in neogrevano reakcijsko komoro. Uporabnik pljune v komoro za pripravo vzorca, vklopi toploto, in čaka tri do šest minut, da se slina vpije v filter. Uporabnik odstrani filter in ga prenese v kolono reakcijske komore, nato potisne bat, ki odlaga filter v komoro in prebode rezervoar za vodo, da aktivira reakcijo SHERLOCK. 55 minut kasneje, uporabnik pogleda skozi zatemnjena okna transilluminatorja v reakcijsko komoro in potrdi prisotnost fluorescenčnega signala. Uporabljajo lahko tudi spremljajočo aplikacijo za pametni telefon, ki analizira slikovne pike, ki jih registrira kamera pametnega telefona, da zagotovi jasno pozitivno ali negativno diagnozo.
Raziskovalci so testirali svojo diagnostično napravo z uporabo kliničnih vzorcev sline 27 bolnikov s COVID-19 in 21 zdravih bolnikov, in ugotovili, da je miSHERLOCK pravilno identificiral bolnike, pozitivne na COVID-19, 96% časa in bolnike brez bolezni 95% časa. Njegovo zmogljivost so preizkusili tudi proti Alfi, Beta, in variante gama SARS-CoV-2 s kopičenjem zdrave človeške sline s polno dolžino sintetične virusne RNA, ki vsebuje mutacije, ki predstavljajo vsako različico, in ugotovili, da je naprava učinkovita v različnih koncentracijah virusne RNA.
"Ena od odličnih stvari pri miSHERLOCK -u je, da je popolnoma modularna. Naprava sama je ločena od testov, tako da lahko vključite različne teste za določeno zaporedje RNA ali DNK, ki ga poskušate zaznati, "je dejala soavtorica Devora Najjar, raziskovalni asistent v MIT Media Lab in v Collins Lab. "Naprava stane približno 15 USD, vendar bi množična proizvodnja stanovanj znižala na približno 3 USD. Analize za nove cilje je mogoče izdelati v približno dveh tednih, omogoča hiter razvoj testov za nove variante COVID-19 in drugih bolezni. "
Ekipa miSHERLOCK je ustvarila svojo napravo z mislijo na nastavitve z nizkimi viri, ko je pandemija razkrila velike neenakosti v dostopu do zdravstvenega varstva, ki obstajajo med različnimi deli sveta. Strojno opremo naprave lahko zgradi vsak, ki ima dostop do 3D tiskalnika, datoteke in načrti vezja pa so javno dostopni na spletu. Dodatek aplikacije za pametni telefon je bil namenjen tudi nastavitvam, omejenim z viri, ker je storitev mobilnega telefona na voljo skoraj povsod po svetu, tudi na območjih, ki jih je težko doseči peš. Ekipa si želi sodelovanja s proizvajalci, ki se zanimajo za obsežno proizvodnjo miSHERLOCK za globalno distribucijo.
"Ko se je začel projekt miSHERLOCK, skoraj ni prišlo do spremljanja variante SARS-CoV-2. Vedeli smo, da bo sledenje različicam izjemno pomembno pri ocenjevanju dolgoročnih učinkov COVID-19 na lokalne in svetovne skupnosti, zato smo si prizadevali ustvariti resnično decentralizirano, prilagodljiv, uporabniku prijazna diagnostična platforma, "je rekel Collins, ki je tudi profesor Termeerja za medicinsko inženirstvo in znanost na MIT. "Z reševanjem problema priprave vzorca, zagotovili smo, da je ta naprava potrošnikom tako rekoč pripravljena, in z veseljem sodelujemo z industrijskimi partnerji, da bi bila komercialno dostopna. "
"Z združevanjem najsodobnejše biotehnologije z poceni materiali, ta ekipa je ustvarila zmogljivo diagnostično napravo, ki jo lahko na lokalni ravni izdelujejo in uporabljajo ljudje brez napredne medicinske izobrazbe. To je odličen primer delovanja poslanstva inštituta Wyss:dati inovacije, ki spreminjajo življenje, v roke ljudem, ki jih potrebujejo, "je dejal ustanovni direktor Wyssa Don Ingber, M.D., Doktor znanosti, kdo je tudi Judah Folkman, profesor vaskularne biologije na medicinski šoli Harvard in otroški bolnišnici v Bostonu, in profesor bioinženiringa na Harvardski šoli za inženiring in uporabne znanosti John A. Paulson.
Biološka terapija lahko zmanjša tveganje hudega COVID-19
Nedavna opazovalna študija španskih raziskovalcev, trenutno na voljo na medRxiv* strežnik za prednatis, kaže, da imajo lahko bolniki z imunsko posredovanimi boleznimi, ki prejemajo biološko terapijo
Ne bojte se kolonoskopije
Koreninski kanali in kolonoskopija imajo nekaj skupnega - javnosti se vsesplošno bojijo. Toda na področju zobozdravstvenih posegov in rutinskih potrebnih pregledov, oziroma niti ni velika stvar. Na
Spreminjanje mikrobioma zgornjih dihal pri otrocih zaradi občutljivosti na SARS-CoV-2
Raziskovalci so testirali nazofaringealni mikrobiom otrok do 21. leta in ugotovili, da se mikrobiom s starostjo spreminja. Specifične bakterije, katerih številčnost se s starostjo tudi spreminja, so p
