en un artículo publicado hoy en ciencia , investigadores del Broad Institute of MIT y Harvard informan sobre una nueva herramienta que diseña el SHERLOCK de diagnóstico basado en CRISPR para una respuesta rápida a los brotes. Las actualizaciones de SHERLOCK, que se dio a conocer por primera vez en 2017, permiten a los médicos diagnosticar muestras de pacientes de forma rápida y económica yrastrear epidemias como el ébola y el zika con equipo limitado, levantando una barrera para un despliegue rápido en las zonas de brote
La plataforma ahora se puede utilizar para detectar virus directamente en muestras clínicas como sangre o saliva, eliminando un paso de procesamiento que anteriormente requería un entorno de laboratorio y personal capacitado profesionalmente. El desarrollo prepara a SHERLOCK para su uso en áreas donde la capacitación especial y los laboratorios clínicospuede ser difícil de acceder.
El equipo también ha optimizado las capacidades de SHERLOCK para distinguir especies virales relacionadas entre sí y ha demostrado la capacidad de la plataforma para identificar mutaciones clínicamente relevantes, como una pequeña mutación en el virus Zika que se ha asociado con la microcefalia.
"Las herramientas rápidas y sensibles son fundamentales para diagnosticar, vigilar y caracterizar una infección", dice el autor principal Pardis Sabeti, miembro del instituto de Broad, profesor de la Universidad de Harvard e investigador médico Howard Hughes. "Hemos tomado el SHERLOCKtecnología y la optimizó en el contexto de estos escenarios biológicos muy aplicados ".
El equipo de Sabeti está mejorando la capacidad de probar SHERLOCK con colaboradores en Nigeria, que sufrió un aumento inusual en los casos de fiebre de Lassa esta primavera. La fiebre de Lassa a menudo causa síntomas que comparten muchos virus, y el tratamiento principal funciona mejor si se administra desde el principio- por lo que un diagnóstico rápido y preciso es fundamental.
La plataforma de diagnóstico SHERLOCK abreviatura de Desbloqueo de reportero enzimático específico de alta sensibilidad utiliza una enzima Cas13 programada emparejada con moléculas reporteras para indicar la presencia de un objetivo genético, como un virus. Hasta ahora, un paso preliminar crucial para SHERLOCK involucradoextraer y aislar ácidos nucleicos de muestras de pacientes, lo que normalmente requiere un laboratorio y personal capacitado, lo que dificulta su realización en el campo. Aquí, el equipo de investigación, dirigido por la estudiante graduada de Harvard Catherine Freije y la científica postdoctoral Cameron Myhrvold, ambasSabeti lab, desarrolló un método más simple que permite a Cas13 detectar su objetivo directamente en muestras de fluidos corporales como saliva o sangre.
El proceso se llama HUDSON, o calentamiento de muestras de diagnóstico no extraídas para eliminar las nucleasas. Consiste en un tratamiento químico y térmico rápido que se utiliza en las muestras para inactivar ciertas enzimas que, de otro modo, degradarían los objetivos genéticos. Las muestras clínicas procesadas pueden entoncesejecutarse mediante el procedimiento SHERLOCK, y los resultados finales de detección, positivos o negativos, se pueden ver fácilmente en las tiras de papel que los investigadores del Broad Institute introdujeron con una serie de actualizaciones de SHERLOCK publicadas en febrero. Todo el proceso se puede completar en menos de dos horas.
"Este sistema nos acerca aún más a un diagnóstico rápido y fácil de usar que se puede implementar fácilmente en cualquier lugar", dice Sabeti.
"Con cada mejora en la tubería SHERLOCK, el proceso de diagnóstico se acelera y requiere menos equipo", agrega Freije. "Estamos tratando de hacer que estas herramientas sean mejores y más fáciles de usar para que el diagnóstico se pueda acercar al paciente, donderealmente necesita serlo ".
Al emparejar HUDSON y SHERLOCK, el equipo pudo detectar el virus del dengue directamente en muestras de saliva y suero sanguíneo de pacientes. La plataforma también pudo detectar partículas del virus del Zika que se habían agregado a muestras sanas de sangre y orina.
Además, el equipo diseñó reactivos SHERLOCK que hacen que sea aún más fácil y rápido distinguir entre múltiples especies virales relacionadas Zika, dengue, West Nile y fiebre amarilla entre sí. Estas mejoras son particularmente útiles cuando un paciente tiene síntomas generales,como fiebre, que podría ser causada por más de un virus.
"En lugares como Sudamérica, circulan conjuntamente muchos virus similares, y tener un diagnóstico que pueda diferenciar rápidamente es fundamental", dice Freije. "Con este nuevo ensayo, un paciente puede dar una sola muestra de sangre u orina,se puede analizar en unas pocas reacciones para determinar qué virus contiene, y luego ese paciente puede comenzar con el tratamiento correcto ".
El equipo demostró además la aguda sensibilidad de SHERLOCK a las mutaciones que ocurren en un solo nucleótido; mutaciones, por ejemplo, que podrían conferir resistencia a los medicamentos o mayor infectividad a un virus. En el artículo actual, los investigadores diseñaron ensayos que podrían detectar unMutación del virus del Zika asociada con microcefalia.
"Aproximadamente una semana después de que se describiera esta mutación específica en la literatura, teníamos un diagnóstico en funcionamiento y pudimos detectarla a partir de muestras de pacientes recolectadas durante el reciente brote de Zika", recuerda Myhrvold. "Esa es realmente la visión, para poder decirle a alguien no solo qué virus tiene, sino también las características de esa cepa en particular y de dónde podría haber venido ".
Para ayudar a garantizar que SHERLOCK esté ampliamente disponible durante los brotes, Broad está desarrollando un marco para garantizar que la plataforma de diagnóstico SHERLOCK sea fácilmente accesible en el mundo en desarrollo, donde la necesidad de diagnósticos de campo rápidos, económicos y confiables es la más urgente.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Broad del MIT y Harvard . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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