تشخیص ویروس کرونا با کمک فناوری کریسپر

شیوع کروناویروس اخیر چالش‌های بزرگی را برای سلامت جهانی ایجاد کرده است. در این راستا، انستیتوی Broad در MIT و هاروارد، مؤسسه تحقیقات مغز McGovern در MIT و مؤسسات همکار در این پژوهش متعهد شده‌اند اطلاعات مفیدی که از توسعه تشخیص‌های بالقوه در این راستا حمایت می‌کند را به صورت رایگان به اشتراک بگذارند. در بخشی از این همکاری جهانی، Feng Zhang، Omar Abudayyeh و Jonathan Gootenberg یک پروتکل تحقیقی به نام SHERLOCK ایجاد کرده‌اند که قابل استفاده برای RNA خالص‌شده است و می‌تواند تشخیص‌های مبتنی بر CRISPR برای COVID-19 را توسعه دهد.

این پروتکل تحقیقاتی یک آزمایش تشخیصی نیست و هنوز روی نمونه‌های بیمار آزمایش نشده است. هرگونه تشخیصی جهت استفاده بالینی نیاز به تأیید دارد و باید از تمام مقررات و قوانین پیروی کند. این پروتکل، چارچوب اصلی برای ایجاد تست COVID-19 مبتنی بر SHERLOCK را با استفاده از نوارهای کاغذی فراهم می‌کند و می‌تواند در صورت امکان یک کیت شروع‌کننده جهت تست این سیستم برای محققانی که با نمونه‌های COVID-19 کار می‌کنند، فراهم کند.

پروتکل SHERLOCK

سیستم SHERLOCK بر پایه CRISPR-Cas13 قبلاً نشان داده بود که قادر است با دقت، وجود تعدادی از ویروس‌های مختلف را در نمونه‌های بیمار تشخیص دهد. این سیستم ردپاهای منحصر به فرد اسیدنوکلئیک را جستجو می‌کند و از یک نوار تست، مشابه آزمایش بارداری، برای ارائه بازخوانی دیداری استفاده می‌کند. پس از فرو بردن نوار کاغذی در یک نمونه آماده شده، خطی بر روی کاغذ ظاهر می‌شود که نشان دهنده‌ی وجود یا عدم وجود ویروس است.

این تیم با استفاده از قطعات مصنوعی COVID-19 RNA، دو راهنمای RNA guides) RNA) را طراحی و آزمایش کردند که دو اثر از COVID-19 را تشخیص می‌دهند. این‌ راهنماهای RNA هنگامی که با پروتئین Cas13 ترکیب شوند، سیستم SHERLOCK را که قادر به تشخیص حضور RNA ویروسی COVID-19 است، تشکیل می‌دهند.

این پروتکل تحقیقی شامل سه مرحله است و می‌تواند از همان نمونه‌های RNA که برای آزمایش‌های qPCR فعلی استخراج شده‌اند، استفاده کند:

1. انکوبه کردن RNA استخراج شده با استفاده از واکنش تقویت ایزوترمال به مدت 25 دقیقه در دمای 42 درجه سانتیگراد
2. انکوبه کردن واکنش مرحله 1 با پروتئینCas13 ، RNA راهنما و مولکول گزارشگر به مدت 30 دقیقه در دمای 37 درجه سانتیگراد
3. فرو بردن نوار تست درون واکنش مرحله 2 و ظاهر شدن نتیجه طی پنج دقیقه

سیستم تشخیصی SHERLOCK موفقیت در سایر زمینه‌ها را نیز نشان داده است. این تیم تحقیقاتی امیدوار است که این پروتکل گامی مفید در جهت ایجاد سیستمی برای تشخیص COVID-19 در نمونه‌های بیمار با کمک یک بازخوانی ساده باشد. بهینه‌سازی بیش‌تر، تولید، آزمایش و تأیید هنوز هم مورد نیاز هستند.

جزئیات بیشتر که محققان و آزمایشگاه‌ها می‌توانند از آن‌ها پیروی کنند (از جمله توالی‌های RNA راهنمای) را می‌توانید از اینجا بخوانید. این پروتکل به روز خواهد شد زیرا این تیم تحقیقاتی آزمایشات را به صورت موازی و با همکاری تمامی محققان جهان که به دنبال رفع این شیوع هستند، ادامه می‌دهد.

سازمان‌ها در هر کشوری که علاقمند به توسعه و به کارگیری بیش‌تر این سیستم برای پاسخ به COVID-19 هستند می‌توانند آزادانه از دستورالعمل‌های علمی ارائه شده در این پژوهش استفاده کنند و نیز برای پشتیبانی رایگان بیش‌تر از جمله راهنمایی در مورد ایجاد کیت استارتر با پروتئین Cas13، راهنمای RNA، مولکول گزارشگر و پرایمرهای تقویت ایزوترمال به آدرس sherlock@broadinstitute.org ایمیل ارسال کنند.