CRISPR kan spille en nøglerolle i nye teknologier til identificering af virus som H5NI og influenza

CRISPR kan gøre mere end genredigering

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) er bedst kendt som et værktøj til genetisk ingeniørarbejde og mere nylig til at kurere genetiske sygdomme som sickle cell. Vi udforsker mange af disse anvendelser i vores artikel “From Blindness to Meat Substitutes: CRISPR Gene-Editing Continues to Produce Promising Results”.

Hvad der gør CRISPR unikt som et genetisk værktøj, er dets evne til at matche og identificere præcise genetiske sekvenser præcist.

Denne præcision bliver nu genbrugt til at teste sygdomme og kan være nemmere at bruge og mere omkostningseffektiv end de mere almindelige PCR-tester.

Forskere fra Broad Institute, MIT og Princeton University annoncerede udgivelsen af en strip-test baseret på CRISPR-teknologi, der kan skelne mellem de to hovedtyper af sæsoninfluenza, influenza A og B, samt sæsoninfluenza-undergrupper H1N1 og H3N2.

Kilde: Broad Institute

Hvordan fungerer det?

Teknologien blev først udviklet i 2020 under navnet SHINE (Streamlined Highlighting of Infections to Navigate Epidemics). Dette blev bygget oven på en tidligere udviklet CRISPR-baseret testmetode, SHERLOCK (Specific High-sensitivity Enzymatic Reporter unLOCKing). Mens SHERLOCK var effektiv, øgede de multiple trin i metoden risikoen for fejl og fejlagtige læsninger.

Kilde: Nature

Den nye SHINE-metode kan i stedet detektere virus med både en papirbaseret farvemæssig læsning og en fluorescerende læsning i en rørform. Desuden kan resultaterne fra den fluorescerende læsning fortolkes på en automatiseret måde via en ledsagende smartphone-app.

Hvorfor det betyder noget

PCR-testning er dyrt og kræver specialudstyr. Som resultat heraf testes kun en lille del af patienter (uden for pandemibetingelser, naturligvis), normalt kun den del af patienter, der besøger et hospital i stedet for deres almenlæge.

Antigen-testning bruges ofte som en alternativ til PCR-testning, men det er langt mindre pålideligt og følsomt.

Med korrekt identificering af stammer med en lav barriere i forhold til omkostninger og kompleksitet kunne kliniske læger f.eks. beslutte, om de skal bruge Oseltamivir. Dette almindelige antivirale middel er kun effektivt mod visse stammer.

En anden anvendelse ville være at hjælpe videnskabsmænd med at overvåge en epidemi-udbrud via hurtig testning på stedet.

CRISPR overgår tidligere metoder

Udvidelsen af SHINE i 2024 til forskellige influenzastammer har til formål at erstatte den nuværende metode, der bruges i patologilaboratorier, især PCR.

Typiske diagnostiske tilgange som polymerase-kædereaktion (PCR) kræver langvarige bearbejdnings­tider, uddannede personale, specialudstyr og fryseskabe til at opbevare reagenser ved -80°C, hvorimod SHINE kan udføres ved stuetemperatur på omkring 90 minutter. For øjeblikket kræver assayen kun en billig varmeblok til at varme reaktionen, og forskerne arbejder på at strømline processen med målet om at returnere resultater på 15 minutter.

Samlet set kunne CRISPR-baserede test muligvis fungere bedre fra et praktisk og kommercielt perspektiv og til sidst erstatte PCR, når det kommer til at teste højt variable virus som influenza og coronavirus.

Næste virus på listen

Den kommende version af CRISPR-baserede strip-tester vil sandsynligvis blive udvidet, så de kan bruges til at detektere influenzavirus og hvilken stamme, der er til stede, og skelne mellem virus med lignende symptomer, som coronavirus og influenza (influenzavirus).

En anden presserende sag er fugleinfluenza- og svineinfluenza-stammer. Disse sygdomme har ødelagt landbrugsdrift. De udgør alvorlige risici for menneskers sundhed, selv med en chance for at forårsage en ny pandemi, hvis disse virus kan tilpasse sig fra deres dyrehoveder til mennesker.

På grund af den tidligere demonstrerede succes med COVID og nu influenza er det sandsynligt, at CRISPR-baserede test som SHINE snart vil blive meget mere almindelige. Dette vil være særligt nyttigt til at holde styr på hurtigt udviklende virus, hvor det er afgørende at holde styr på forskellige stammers udbredelse, en opgave, som antigen-streger normalt udfører dårligt.

CRISPR-virksomheder

1. Ginkgo Bioworks

Virksomheden producerer påkrævet organismer til bestemte formål. Dette inkluderer biomedicinske anvendelser og mange industri- og materialvidenskabsprogrammer.

Det har også en stor biosecurity-sektion, som var på toppen under pandemien.