Novo teste de diagnóstico baseado em CRISPR detecta patógenos no sangue sem amplificação

O professor de bioengenharia e o Dean da Faculdade de Engenharia de Grainger, Rashid Bashir, liderou uma equipe de pesquisadores em um projeto que resultou em novas tecnologias que oferecem uma detecção rápida e altamente sensível de bactérias resistentes a múltiplos drogas e outros patógenos em baixas concentrações.

Esta pesquisa foi apresentada em um artigo no Anais da Academia Nacional de Ciências (Pnas).

Os pesquisadores projetaram um teste baseado em CRISPR que detecta rapidamente baixos níveis de material genético de patógenos no sangue. Isso é feito sem a necessidade de amplificação do ácido nucleico.

Nos testes de diagnóstico baseados em CRISPR/CAS, os RNAs de guia se ligam ao DNA ou RNA do patógeno, desencadeando as enzimas Cas a se tornarem ativas e clivá-los os ácidos nucleicos repórteres que fluorescem quando clivados. No entanto, a técnica baseada em CRISPR única não detecta patógenos em níveis baixos sem uma etapa de pré-amplificação.

A equipe de Bashir criou um teste de diagnóstico baseado em CRISPR que ignora a etapa de amplificação combinando duas unidades CRISPR/CAS em um complexo chamado CRISPR-CASCADE. Uma unidade contém um RNA guia específico para um ácido nucleico de patógenos de escolha e uma proteína CAS. Quando os CAS se abrem ácidos nucleicos especialmente projetados que são adicionados ao sistema, as partes dos ácidos nucleicos são livres para ligar e ativar um segundo CRISPR/CAS, desencadeando um loop de feedback positivo que resulta em uma alta taxa de sinal/ruído.

O teste demonstrou sensibilidade sem precedentes. Ele também detectou o DNA de Staphylococcus aureus de vários medicamentos sem amplificação prévia em concentrações que eram ordens de magnitude inferiores ao limite de um teste usando um único CAS. O teste forneceu um resultado simples “sim/não” para a presença de qualquer patógeno em amostras com quatro patógenos comuns da corrente sanguínea.

Os pesquisadores disseram que esses resultados podem ser usados ​​para desenvolver testes de diagnóstico altamente sensíveis baseados em CRISPR que podem detectar patógenos em minutos sem amplificação de ácido nucleico.