In maart, onderzoekers van de afdeling Biomedische Technologie - een gedeelde afdeling in de scholen voor Tandheelkunde, Medicijn, en Engineering—begon een nieuwe, goedkoop, CRISPR-gebaseerd diagnostisch platform om infectieziekten op te sporen, inclusief HIV-virus, het nieuwe coronavirus (SARS-CoV-2). Vandaag, de methode is een stap dichter bij een geavanceerde diagnostische technologie voor snelle detectie van infectieziekten.

Onder leiding van universitair hoofddocent Changchun Liu, de "All-In-One-Dual CRISPR-Cas12a" (AIOD-CRISPR) methode maakt eenvoudige, snel, ultragevoelig, visuele detectie van SARS-CoV-2, bedoeld voor gebruik thuis of in kleine klinieken.

In een paper gepubliceerd in Natuurcommunicatie , de onderzoekers valideerden de klinische haalbaarheid van het platform met behulp van COVID-19 klinische uitstrijkjes. Aanvullend, de onderzoekers gebruikten een goedkope handwarmer als incubator om klinische monsterresultaten binnen 20 minuten te detecteren.

"Het gebruik van wegwerphandwarmers om de AIOD-CRISPR-assay te verwarmen, elimineert de noodzaak van dure elektrische apparatuur, het mogelijk maken van instrumentloze point-of-care moleculaire diagnostiek van COVID-19, " zegt Liu.

De publicatie was co-auteur van postdoctorale onderzoekers Xiong Ding en Kun Yin; doctoraat student Ziyue Li; professor en universitair hoofddecaan voor onderzoek dr. Rajesh Lalla; Dr. Enrique Ballesteros, universitair hoofddocent en voorzitter, pathologie en laboratoriumgeneeskunde; en Dr. Maroun Sfeir, universitair docent pathologie en laboratoriumgeneeskunde.

Nucleïnezuuramplificatietest (PCR/RT-PCR) is momenteel de meest gevoelige en specifieke methode voor vroege detectie van pathogenen, maar is niet geschikt voor snelle point-of-care-diagnostiek vanwege de behoefte aan gespecialiseerde laboratoriumapparatuur en opgeleide technici. Zeer besmettelijke ziekteverwekkers, echter, real-time monitoring nodig hebben om verspreiding van persoon tot persoon te voorkomen.

In de studie, Liu en zijn team evalueerden hun AIOD-CRISPR-methode met behulp van het RNA-extract van 28 klinische COVID-19-swabmonsters, waaronder acht COVID-19-positieve monsters. Om de betrouwbaarheid van de detectie te garanderen, elk monster werd tweemaal getest in twee onafhankelijke onderzoeken. Alle acht COVID-19-positieve monsters werden binnen 40 minuten als positief geïdentificeerd, wat ook werd bevestigd door visuele detectie. De resultaten waren ook consistent met die van de door de CDC goedgekeurde RT-PCR-methode.

De onderzoekers gebruikten ook een goedkope handwarmer als incubator om de patiëntmonsters te detecteren, zodat er geen elektrische incubator nodig was. De AIOD-CRISPR-buizen werden direct op een door lucht geactiveerde handwarmer geplaatst, en de resultaten waren zichtbaar met het blote oog onder LED-licht. Twee COVID-19-positieve monsters die in de handwarmerzak waren geïncubeerd, werden binnen 20 minuten visueel gedetecteerd en als positief geïdentificeerd.

"Zo simpel, draagbaar en gevoelig detectieplatform heeft het potentieel om snelle en vroege diagnose van COVID-19 en andere infectieziekten thuis te bieden, in de spreekkamer, en zelfs op drive-thru-testlocaties, ' zegt Liu.