В СПбПУ разработали новый метод диагностики инфекций

Сегодня система CRISPR-Cas – одно из самых востребованных направлений в биомедицине, входит в ТОП-7 перспективных технологий по данным журнала Nature.

CRISPR-Cas – это природная система защиты бактерий от вирусов. В ходе борьбы за выживание бактерии выработали много защитных механизмов и хранят в своем геноме ДНК вирусов.

Когда вирус попадает внутрь клетки, она сопоставляет ДНК этого вируса со всеми другими ДНК-вирусов, которые в ней хранятся. И в случае, если клетка распознает знакомый вирус, Cas-белок разрезает его ДНК, благодаря чему заражение не происходит. Технологии CRISPR-Cas применяют в генной терапии для редактирования «поврежденных» генов.

Ученые Политеха использовали CRISPR-Cas для разработки метода выявления инфекционных заболеваний. В своем исследовании они запрограммировали Cas-белок на определение вируса SARS-CoV-2. Однако метод можно настроить на любое инфекционное заболевание.

В диагностической системе используются флуоресцентные зонды, которые дают сигнал флуоресценции (окрашивание цветом) при целевом распознавании белком Cas12 генетического материала вируса в пробе.

Данный метод диагностики не требует специализированного оборудования и высококвалифицированного персонала – в смесь реагентов добавляется проба и при постоянной температуре в одной пробирке происходит выявление инфекции.

«Большинство используемых на сегодняшний день методов диагностики дороги, требуют наличия специализированного оборудования, а также сравнительно длительного времени для получения результатов. Кроме того, результаты тестирования могут оказаться ложноположительными или ложноотрицательными. В зависимости от способа и условий тестирования частота ложноотрицательных результатов составляет от 2% до 58%. Такие результаты необходимо минимизировать, чтобы избежать неконтролируемого распространения заболевания. Использование систем CRISPR-Cas повышает чувствительность диагностики, что позволяет повысить достоверность результата», – комментирует руководитель проекта, к.б.н., научный сотрудник лаборатории молекулярной микробиологии, Наталия Морозова.

В диагностической платформе использован метод рекомбиназной полимеразной амплификации (РПА), позволяющий увеличивать количество генетического материала в образце при комнатной температуре, что повышает эффективность выявления патогенов. Использование данного метода позволяет снизить требования к наличию специализированного оборудования и позволяет осуществлять быструю амплификацию даже при комнатной температуре.

«В России отсутствуют производители коммерческих наборов для проведения РПА. Для обеспечения независимости создаваемой диагностической системы от поставок реактивов из-за рубежа мы создали штаммы-продуценты всех требуемых белковых компонентов РПА и оптимизировали схемы их выделения, что само по себе имеет коммерческий потенциал», – отмечает Наталия Морозова.

Проект выполнен в рамках программы «Приоритет 2030».