Des chercheurs néerlandais combinent CRISPR et bioluminescence dans un test expérimental pourmaladies infectieuses

Une protéine nocturne nouvellement développée pourrait accélérer et simplifier le diagnostic des maladies virales, selon des chercheurs néerlandais.
Leur étude, publiée mercredi dans ACS Publications, décrit une méthode sensible en une seule étape pour analyser rapidement les acides nucléiques viraux et leur apparence à l'aide de protéines bleues ou vertes brillantes.
L'identification des agents pathogènes en détectant leurs empreintes digitales d'acide nucléique est une stratégie clé dans le diagnostic clinique, la recherche biomédicale et la surveillance de la sécurité alimentaire et environnementale.Les tests quantitatifs de réaction en chaîne par polymérase (PCR) largement utilisés sont très sensibles, mais nécessitent une préparation d'échantillons sophistiquée ou une interprétation des résultats, ce qui les rend peu pratiques dans certains établissements de soins de santé ou dans certains contextes aux ressources limitées.
Ce groupe des Pays-Bas est le résultat d'une collaboration entre des scientifiques d'universités et d'hôpitaux pour développer une méthode de diagnostic des acides nucléiques rapide, portable et facile à utiliser qui peut être appliquée dans divers contextes.
Ils ont été inspirés par des éclairs de lucioles, des lueurs de lucioles et de minuscules étoiles de phytoplancton aquatique, tous alimentés par un phénomène appelé bioluminescence.Cet effet brillant dans le noir est provoqué par une réaction chimique impliquant la protéine luciférase.Les scientifiques ont incorporé des protéines luciférase dans des capteurs qui émettent de la lumière pour faciliter l’observation lorsqu’ils trouvent une cible.Bien que ces capteurs soient idéaux pour la détection sur le lieu d’intervention, ils n’ont actuellement pas la sensibilité élevée nécessaire aux tests de diagnostic clinique.Bien que la méthode d’édition génétique CRISPR puisse offrir cette capacité, elle nécessite de nombreuses étapes et un équipement spécialisé supplémentaire pour détecter le signal faible qui peut être présent dans des échantillons complexes et bruyants.
Les chercheurs ont trouvé un moyen de combiner une protéine liée à CRISPR avec un signal bioluminescent pouvant être détecté avec un simple appareil photo numérique.Pour s'assurer qu'il y avait suffisamment d'échantillon d'ARN ou d'ADN pour l'analyse, les chercheurs ont effectué une amplification par recombinase polymérase (RPA), une technique simple qui fonctionne à une température constante d'environ 100°F.Ils ont développé une nouvelle plateforme appelée Luminescent Nucleic Acid Sensor (LUNAS), dans laquelle les deux protéines CRISPR/Cas9 sont spécifiques de différentes parties contiguës du génome viral, chacune avec un fragment unique de luciférase qui leur est attaché ci-dessus.
Lorsque le génome viral spécifique examiné par les enquêteurs est présent, deux protéines CRISPR/Cas9 se lient à la séquence d'acide nucléique cible ;ils se rapprochent, permettant à la protéine luciférase intacte de se former et d'émettre de la lumière bleue en présence d'un substrat chimique..Pour tenir compte du substrat consommé dans ce processus, les chercheurs ont utilisé une réaction de contrôle émettant une lumière verte.Un tube qui passe du vert au bleu indique un résultat positif.
Les chercheurs ont testé leur plateforme en développant le test RPA-LUNAS, qui détecteARN du SRAS-CoV-2sans isolement fastidieux de l'ARN, et a démontré ses performances diagnostiques sur des échantillons d'écouvillonnage nasopharyngé provenant deCOVID 19les patients.RPA-LUNAS a détecté avec succès le SRAS-CoV-2 en 20 minutes dans des échantillons avec une charge virale en ARN aussi faible que 200 copies/μL.
Les chercheurs pensent que leur test peut détecter facilement et efficacement de nombreux autres virus.« RPA-LUNAS est intéressant pour les tests de maladies infectieuses au point d'intervention », ont-ils écrit.