I mars, forskare vid institutionen för biomedicinsk teknik – en delad institution i tandläkarhögskolorna, Medicin, och Engineering – började utveckla en ny, låg kostnad, CRISPR-baserad diagnostisk plattform för att upptäcka infektionssjukdomar, inklusive HIV-virus, det nya coronaviruset (SARS-CoV-2). I dag, metoden är ett steg närmare att vara en spjutspetsteknologi för diagnostik för snabb upptäckt av infektionssjukdomar.

Leds av docent Changchun Liu, metoden "Allt-i-ett-dubbel CRISPR-Cas12a" (AIOD-CRISPR) möjliggör enkel, snabb, ultrakänslig, visuell detektering av SARS-CoV-2, avsedd för användning i hemmet eller på små kliniker.

I en tidning publicerad i Naturkommunikation , forskarna validerade den kliniska genomförbarheten av plattformen med hjälp av covid-19 kliniska pinnprover. Dessutom, forskarna använde en billig handvärmare som inkubator för att upptäcka kliniska provresultat inom 20 minuter.

"Användningen av engångshandvärmare för att värma AIOD-CRISPR-analysen eliminerar behovet av dyr elektrisk utrustning, möjliggör instrumentfri molekylär diagnostik av covid-19, säger Liu.

Publikationen var medförfattare av postdoktorala forskare Xiong Ding och Kun Yin; Ph.D. student Ziyue Li; professor och biträdande dekan för forskning Dr. Rajesh Lalla; Dr Enrique Ballesteros, docent och ordförande, patologi och laboratoriemedicin; och Dr Maroun Sfeir, biträdande professor i patologi och laboratoriemedicin.

Nukleinsyraamplifieringstestning (PCR/RT-PCR) är för närvarande den mest känsliga och specifika metoden för tidig upptäckt av patogener, men är inte lämplig för snabb diagnostik på grund av behovet av specialiserad laboratorieutrustning och utbildade tekniker. Mycket smittsamma patogener, dock, behöver övervakning i realtid för att förhindra spridning från person till person.

I studien, Liu och hans team utvärderade sin AIOD-CRISPR-metod med hjälp av RNA-extraktet av 28 kliniska covid-19 pinnprover, som inkluderade åtta covid-19-positiva prover. För att säkerställa tillförlitligheten för detektering, varje prov testades två gånger i två oberoende försök. Alla åtta covid-19-positiva prover identifierades som positiva på 40 minuter, vilket också bekräftades genom visuell detektion. Resultaten överensstämde också med de för den CDC-godkända RT-PCR-metoden.

Forskarna använde också en billig handvärmare som inkubator för att upptäcka patientproverna för att eliminera behovet av en elektrisk inkubator. AIOD-CRISPR-rören placerades direkt på en luftaktiverad handvärmare, och resultaten var synliga med blotta ögat under LED-ljus. Två covid-19 positiva prover inkuberade i handvärmare påse upptäcktes visuellt och identifierades som positiva på 20 minuter.

"Så enkelt, bärbar och känslig detektionsplattform har potential att tillhandahålla snabb och tidig diagnostik av covid-19 och andra infektionssjukdomar i hemmet, på läkarmottagningen, och till och med på testplatser, säger Liu.