Investigadores holandeses combinan CRISPR y bioluminiscencia en una prueba experimental paraenfermedades infecciosas

Según investigadores de los Países Bajos, una proteína nocturna recientemente desarrollada podría acelerar y simplificar el diagnóstico de enfermedades virales.
Su estudio, publicado el miércoles en ACS Publications, describe un método sensible de un solo paso para analizar rápidamente los ácidos nucleicos virales y su apariencia utilizando proteínas brillantes de color azul o verde.
La identificación de patógenos mediante la detección de sus huellas dactilares de ácidos nucleicos es una estrategia clave en el diagnóstico clínico, la investigación biomédica y el seguimiento de la seguridad alimentaria y ambiental.Las pruebas cuantitativas de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) ampliamente utilizadas son muy sensibles, pero requieren una preparación sofisticada de las muestras o una interpretación de los resultados, lo que las hace poco prácticas para algunos entornos de atención sanitaria o entornos con recursos limitados.
Este grupo de los Países Bajos es el resultado de una colaboración entre científicos de universidades y hospitales para desarrollar un método de diagnóstico de ácido nucleico rápido, portátil y fácil de usar que pueda aplicarse en una variedad de entornos.
Se inspiraron en los destellos y brillos de las luciérnagas y en pequeñas estrellas de fitoplancton acuático, todo ello impulsado por un fenómeno llamado bioluminiscencia.Este efecto de brillo en la oscuridad es causado por una reacción química que involucra a la proteína luciferasa.Los científicos incorporaron proteínas luciferasa en sensores que emiten luz para facilitar la observación cuando encuentran un objetivo.Si bien esto hace que estos sensores sean ideales para la detección en el lugar de atención, actualmente carecen de la alta sensibilidad necesaria para las pruebas de diagnóstico clínico.Si bien el método de edición de genes CRISPR puede proporcionar esta capacidad, requiere muchos pasos y equipo especializado adicional para detectar la señal débil que puede estar presente en muestras complejas y ruidosas.
Los investigadores han encontrado una manera de combinar una proteína relacionada con CRISPR con una señal bioluminiscente que puede detectarse con una simple cámara digital.Para asegurarse de que hubiera suficiente muestra de ARN o ADN para el análisis, los investigadores realizaron una amplificación de la polimerasa recombinasa (RPA), una técnica simple que opera a una temperatura constante de alrededor de 100°F.Desarrollaron una nueva plataforma llamada Sensor de ácido nucleico luminiscente (LUNAS), en la que las dos proteínas CRISPR/Cas9 son específicas para diferentes porciones contiguas del genoma viral, cada una con un fragmento de luciferasa único adherido a ellas en la parte superior.
Cuando el genoma viral específico que los investigadores están examinando está presente, dos proteínas CRISPR/Cas9 se unen a la secuencia de ácido nucleico objetivo;se acercan mucho, lo que permite que se forme la proteína luciferasa intacta y emita luz azul en presencia de un sustrato químico..Para tener en cuenta el sustrato consumido en este proceso, los investigadores utilizaron una reacción de control que emitía luz verde.Un tubo que cambia de color de verde a azul indica un resultado positivo.
Los investigadores probaron su plataforma desarrollando el ensayo RPA-LUNAS, que detectaARN del SARS-CoV-2sin el tedioso aislamiento de ARN, y demostró su rendimiento diagnóstico en muestras de hisopos nasofaríngeos deCOVID-19pacientes.RPA-LUNAS detectó con éxito el SARS-CoV-2 en 20 minutos en muestras con una carga viral de ARN tan baja como 200 copias/μL.
Los investigadores creen que su ensayo puede detectar de forma fácil y eficaz muchos otros virus."RPA-LUNAS es atractivo para las pruebas de enfermedades infecciosas en el lugar de atención", escribieron.