Платформа может теперь использоваться, чтобы обнаружить вирусы непосредственно в клинических образцах, таких как кровь или слюна, устраняя шаг обработки, который ранее потребовал окружающей среды лаборатории и профессионально обучил персонал. SHERLOCK начал развития для использования в областях, где специальная подготовка и клинические лаборатории могут быть сложными к доступу.Команда также оптимизировала возможности SHERLOCK отличить связанные вирусные разновидности друг от друга и продемонстрировала способность платформы определить клинически соответствующие мутации, такие как маленькая мутация у вируса Зика, который был связан с микроцефалией.
«Быстрые и чувствительные инструменты очень важны для диагностирования, слежки и характеристики инфекции», говорят ведущий автор Пардис Сабети, член института в Широком, преподаватель в Гарвардском университете, и Говард Хьюз Медицинский Следователь. «Мы взяли технологию SHERLOCK и оптимизировали ее в контексте этих очень прикладных биологических сценариев».Команда Сабети далее настраивает способность проверить SHERLOCK с сотрудниками в Нигерии, которая перенесла необычный рост случаев Ласской лихорадки этой весной.
Ласская лихорадка часто вызывает признаки, разделенные многими вирусами и очистным сооружением оплота лучше всего, если управляется вначале – таким образом, точный и быстрый диагноз очень важен.Диагностическая платформа SHERLOCK (стенография для Определенной Высокой чувствительности Ферментативный Репортер, открывающий), использует запрограммированный фермент Cas13, соединенный с молекулами репортера, чтобы указать на присутствие генетической цели, такой как вирус.
До сих пор решающий предварительный шаг для SHERLOCK включил извлекающие и изолирующие нуклеиновые кислоты от терпеливых образцов – который, как правило, требует лаборатории и обученного персонала, мешая достигать в области. Здесь, исследовательская группа, во главе с аспирантом Гарварда Кэтрин Фрейдж и постдокторским ученым Кэмероном Михрволдом, обеими из лаборатории Sabeti, разработала более простой метод, который позволяет Cas13 обнаруживать свою цель непосредственно в образцах биологической жидкости, таких как слюна или кровь.Процесс называют ГУДЗОНОМ или Нагреванием Неизвлеченных Диагностических Образцов, чтобы Стереть Нуклеазы. Это состоит из быстрого химиката и термообработки, используемой на образцах, чтобы инактивировать определенные ферменты, которые иначе ухудшили бы генетические цели.
Обработанными клиническими образцами можно тогда управлять через процедуру SHERLOCK, и заключительные результаты обнаружения, положительные или отрицательные, могут быть легко рассмотрены на бумажных полосах, которые Широкие исследователи Института начали с ряда модернизаций SHERLOCK, изданных в феврале. Целый трубопровод может быть закончен через менее чем два часа.«Эта система помещает нас еще ближе в быстрое и легкое в использовании, диагностическое, который может быть легко развернут где угодно», говорит Сабети.«С каждым улучшением к трубопроводу SHERLOCK диагностический процесс ускоряет и требует меньшего количества оборудования», добавляет Фрейдж. «Мы пытаемся сделать эти инструменты лучше и легче использовать так, чтобы диагноз мог придвинуться поближе к пациенту, где это действительно должно быть».
Соединяя ГУДЗОН и SHERLOCK, команда смогла обнаружить Вирус денге непосредственно в терпеливых образцах слюны и сыворотки крови. Платформа могла также обнаружить вирусные частицы Зика, которые были добавлены к здоровым образцам крови и мочи.Кроме того, команда проектировала реактивы SHERLOCK, которые делают ее еще легче и быстрее, чтобы отличить многократные связанные вирусные разновидности (Зика, лихорадка, Западный Нил и желтая лихорадка) друг от друга.
Эти улучшения особенно полезны, когда у пациента есть общие признаки, такие как лихорадка, которая могла быть вызвана больше чем одним вирусом.«В местах как Южная Америка, многие подобные вирусы co-circulate и наличие диагностического, которое может быстро сказать, различие очень важно», говорит Фрейдж. «С этим новым испытанием пациент может дать единственный образец крови или мочи, оно может быть проанализировано во всего нескольких реакциях определить, какой вирус оно содержит, и затем что пациент может начать на правильном лечении».
Команда далее продемонстрировала острую чувствительность SHERLOCK к мутациям, которые происходят в просто единственном нуклеотиде – мутации, например, который мог присудить устойчивость к лекарству или большую инфекционность вирусу. В текущей газете исследователи проектировали испытание, которое могло обнаружить вирусную мутацию Зика, связанную с микроцефалией.«Спустя приблизительно неделю после того, как эта определенная мутация была описана в литературе, у нас было диагностическое и бегущий за ним, и мы могли обнаружить его от терпеливых образцов, собранных во время недавней вспышки Зика», вспоминает Михрволд. «Это – действительно видение, чтобы быть в состоянии сказать кому-то не только, какой вирус они имеют, но также и особенности того особого напряжения и куда это, возможно, прибыло из».
Помочь гарантировать SHERLOCK широко доступно во время вспышек, Широко развивает структуру, чтобы гарантировать, что диагностическая платформа SHERLOCK легкодоступна в развивающихся странах, где потребность в быстрой, недорогой, надежной, полевой диагностике является самой срочной.