Принстонский университет и его коллеги разработали SHINE-TB — однопробный анализ параллельной реакции амплификации и обнаружения CRISPR, который позволяет обнаружить Mycobacterium tuberculosis непосредственно в мокроте, достигая 100% чувствительности (6 из 6) и 100% специфичности (7 из 7) по сравнению с культурой в 13 слепых клинических образцах.

Туберкулез (ТБ), вызываемый M. tuberculosis, представляет собой серьёзную угрозу для глобального здравоохранения и трудно поддаётся диагностике. Современные методы диагностики ТБ сталкиваются с необходимостью компромисса между чувствительностью, временем выполнения и доступностью. Культуральные методы очень чувствительны, но медленны. Микроскопия мазка мокроты — быстрый метод (примерно 1 час), но обладает ограниченной чувствительностью и специфичностью и требует дополнительных знаний пользователя.

Тесты на основе ПЦР, такие как Xpert MTB/RIF, чувствительны, но требуют специализированного оборудования и фирменных одноразовых картриджей. Сохраняется неудовлетворенная потребность в портативных и чувствительных средствах диагностики туберкулеза, доступных непосредственно в лечебных учреждениях в условиях ограниченных ресурсов.

В исследовании «Оптимизированный тест на основе CRISPR для обнаружения туберкулеза непосредственно из мокроты», опубликованном в журнале Science Advances , исследователи объединили амплификацию рекомбиназной полимеразы с обнаружением Cas13a и Cas12a для создания двух параллельных однореакторных анализов, которые обнаруживают два консервативных элемента Mtb (IS6110 и IS1081) и внутренний контроль ДНК человека.

Мокрота для клинической валидации была собрана у взрослых с симптомами заболевания в двух государственных сетях первичной медико-санитарной помощи в Кали, Колумбия. Дополнительную мокроту, отрицательную на туберкулез, для экспериментов с добавлением препарата, собирали в Университетской больнице Ньюарка, штат Нью-Джерси.

В анализе использовалась двойная детекция распространенных повторов последовательностей туберкулёза (IS6110 и IS1081) наряду с внутренним контролем ДНК человека. Реакции проводились в одной пробирке при 37°C с использованием парной изотермической амплификации и считывания CRISPR. Обработка мокроты проводилась по упрощённому методу, позволяющему избежать использования специализированного оборудования.

Клинические исследования 13 образцов мокроты, отобранных без предварительной обработки, показали 100% чувствительность (n=6) и 100% специфичность (n=7) по сравнению с культурой. Анализ показал пределы обнаружения 69,0 КОЕ/мл для штамма H37Rv M. tuberculosis и 80,5 КОЕ/мл для M. bovis BCG в мокроте с добавлением препарата, без перекрёстной реакции с различными бактериальными или грибковыми изолятами.

GeneXpert Ultra в том же наборе продемонстрировал 100% чувствительность и 86% специфичность по сравнению с культурой.

Авторы исследования пришли к выводу, что SHINE-TB оптимизирует диагностику туберкулеза от образца до ответа, объединяя амплификацию и обнаружение в одном процессе, при этом результаты можно считывать с простой бумажной полоски и лиофилизации (сублимационной сушки), поэтому тест-наборы можно хранить и транспортировать без морозильной камеры.

Заявленные характеристики соответствуют целевым показателям Всемирной организации здравоохранения по профилю продукта: чувствительность ≥85% для тестов, проводимых вблизи места оказания помощи, и чувствительность ≥90% для тестов низкой сложности на туберкулез, с возможностью работы практически без оборудования при температуре 37 °C.