Новый тест работает путем обнаружения молекулярных сигналов в организме, называемых биомаркерами, которые уже используются в таких вещах, как тестирование на COVID-19, где наличие генов SARS-CoV-2 указывает на COVID-19. Существуют также биомаркеры для неинфекционных заболеваний: например, простатспецифический антиген (ПСА) в крови иногда может выступать в качестве биомаркера, указывающего на наличие рака предстательной железы.
Диагностические тесты, основанные на РНК или ДНК, часто требуют контролируемой температуры и включают в себя несколько этапов. Новый тест можно использовать при комнатной температуре в удобном для пользователя процессе. Исследователи надеются, что это может обеспечить более быструю и простую диагностику в таких условиях, как операции терапевта, а также в клиниках с ограниченными ресурсами в развивающихся странах.
Новый тест под названием Crispr Zyme был разработан группой исследователей во главе с Имперским колледжем Лондона, Массачусетским технологическим институтом и Центром молекулярной медицины Макса Дельбрюка в Берлине. Они говорят, что тест может расширить доступ к диагностике биомаркеров. Результаты предварительных лабораторных исследований теста опубликованы сегодня в Nature Nanotechnology.
Первый автор доктор Марта Брото из отдела материалов Imperial сказала: «Помимо потенциального расширения доступа к диагностике в развивающихся странах, эта технология может приблизить нас на шаг к персонализированной диагностике на дому или в приемной врача общей практики. Упростив клинические диагностические тесты, мы сможем предоставить клиницистам правильные инструменты для тестирования в одной и той же общей хирургии вместо того, чтобы переносить последующие анализы и анализы крови».
Crispr-тест основан на диагностических тестах CRISPR, которые используют РНК -мессенджер, который помогает создавать белки, — для обнаружения биомаркеров в биологических жидкостях, таких как кровь или моча. В их нынешнем виде эти тесты обнаруживают РНК, а затем усиливают эту РНК, создавая множество копий, чтобы сигнал было легче прочитать.
Однако для работы этих усилительных технологий необходимо контролировать температуру, что требует дорогостоящего оборудования. Кроме того, хотя они сообщают медикам, присутствует ли инфекционное заболевание, они не могут предоставить информацию о том, сколько биомаркеров присутствует, что важно для мониторинга неинфекционных заболеваний, таких как болезни сердца и рак.
Crispr улучшает эту технологию, заменяя процесс амплификации колориметрическим анализом — методом, который определяет количество присутствующего биомаркера без необходимости амплификации. Это устраняет необходимость в контроле температуры и дополнительных шагах, а также может выявить, сколько биомаркеров присутствует в образце.
Старший автор профессор Молли Стивенс ФРЕнг из отдела материалов и биоинженерии Imperial, сказала: «Наш тест, как и другие, показывает, когда присутствует биомаркер, но Crispr — это более простой диагностический метод, чем те, которые доступны в настоящее время. Что также отличает его, так это то, что он может рассказать нам, сколько биомаркеров присутствует, что может помочь нам не только в диагностике заболевания, но и в мониторинге его прогрессирования с течением времени и в ответ на лечение».
Чтобы исключить стадию амплификации, исследователи использовали нанозимы — крошечные синтетические материалы, которые ведут себя как ферменты. Их ферментативная активность увеличивает сигнал теста, что облегчает считывание результатов колориметрического анализа.
Технология не полностью устраняет все этапы, поскольку образец все еще должен быть обработан химическими веществами для извлечения желаемого биомаркера, прежде чем он пройдет через тест. Исследователи продолжают совершенствовать свою технологию, изучая альтернативы для выборочной обработки, чтобы сделать ее еще более удобной для пользователя.