Análisis rápido CRISPR/Cas para el diagnóstico de fiebres virales en ambientes de baja tecnología
Por el equipo editorial de LabMedica en español Actualizado el 07 Sep 2020 |

Imagen: Se diseñó una aplicación para teléfonos móviles llamada HandLens para leer e informar los resultados en las tiras de papel SHERLOCK (Fotografía cortesía de Anna Lachenauer, Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford)
Las pruebas de diagnóstico rápido para los virus de la fiebre del Ébola y Lassa, basadas en el complejo CRISPR/Cas13a, dirigidas a la detección del ARN, se han probado con éxito en condiciones de campo en varios países africanos.
COVID-19 no es la única enfermedad que existe. Los recientes brotes de fiebres hemorrágicas virales (VHF), incluida la enfermedad por el virus del Ébola (EVE) y la fiebre de Lassa (LF), ponen de relieve la necesidad urgente de realizar pruebas sensibles y desplegables para diagnosticar estas devastadoras enfermedades humanas. En este sentido, los investigadores del Instituto Broad de MIT y Harvard (Cambridge, MA, EUA) y sus colaboradores, desarrollaron diagnósticos basados en CRISPR-Cas13a, dirigidos al virus del Ébola (EBOV) y al virus Lassa (LASV), con lecturas de flujo lateral y fluorescentes.
Los CRISPR (repeticiones palindrómicas cortas agrupadas regularmente interespaciadas) son segmentos de ADN procariótico que contienen repeticiones cortas de secuencias de bases. A cada repetición le siguen segmentos cortos de “ADN espaciador” de exposiciones anteriores a un virus bacteriano o plásmido. Desde 2013, se ha utilizado el sistema CRISPR/Cas9 en la investigación para la edición de genes (agregar, interrumpir o cambiar la secuencia de genes específicos) y la regulación de genes. Al administrar la enzima Cas9 y los ARN guía apropiados (ARNsg) a una célula, el genoma del organismo se puede cortar en cualquier ubicación deseada.
Los recientes esfuerzos computacionales para identificar nuevos sistemas CRISPR descubrieron un nuevo tipo de enzima dirigida al ARN, Cas13. La diversa familia Cas13 contiene al menos cuatro subtipos conocidos, incluidos Cas13a (anteriormente C2c2), Cas13b, Cas13c y Cas13d. Se demostró que Cas13a se une y escinde el ARN, protegiendo a las bacterias de los fagos de ARN y sirviendo como una plataforma poderosa para la manipulación del ARN. Se sugirió que Cas13a podría funcionar como parte de un sistema CRISPR/Cas versátil, guiado por ARN, dirigido a la detección del ARN, que tiene un gran potencial para aplicaciones precisas, robustas y escalables, guiadas por ARN dirigidas a la detección de ARN.
En el desarrollo de un método para diagnósticos desplegables y rápidamente adaptables, los investigadores trabajaron con la plataforma SHERLOCK (siglas en inglés para Desbloqueo de Reportero Enzimático Específico de Alta Sensibilidad), basada en CRISPR. SHERLOCK utiliza la proteína Cas13a dirigida al ARN para la detección sensible y específica del ácido nucleico viral. Este método funciona amplificando secuencias genéticas y programando una molécula CRISPR para detectar la presencia de una firma genética específica en una muestra, que también puede ser cuantificada. Cuando encuentra esas firmas, la enzima CRISPR se activa y libera una señal robusta. Esta señal se puede adaptar para trabajar en una simple tira de papel, en un equipo de laboratorio o para proporcionar una lectura electroquímica que se puede leer con un teléfono móvil.
SHERLOCK se puede combinar con el método HUDSON (Calentamiento de Muestras de Diagnóstico no Extraídas para Eliminar Nucleasas), que inactiva patógenos y libera ácido nucleico mediante una desnaturalización química y térmica combinada, eliminando la necesidad de una extracción de ácidos nucleicos basada en columna o en perlas. Este proceso hace que las muestras de los pacientes sean más seguras para que el personal clínico las manipule en entornos de baja tecnología y elimina la necesidad de extraer el material genético de un virus de las muestras, antes del análisis.
Para completar el paquete, los investigadores también desarrollaron una aplicación para teléfonos móviles llamada HandLens, que puede leer e informar inmediatamente los resultados de las tiras de papel SHERLOCK. Esta herramienta puede ayudar en situaciones en las que la tira de papel emite una señal débil que es difícil de interpretar para un médico.
Los investigadores utilizaron la técnica SHERLOCK junto con HUDSON y HandLens en Nigeria durante un reciente brote de fiebre de Lassa y en Sierra Leona y la República Democrática del Congo durante los brotes del virus del Ébola. Los resultados revelaron que los ensayos SHERLOCK funcionaron de manera tan consistente o mejor que otras metodologías de diagnóstico, lo que demuestra el potencial de la plataforma para el uso clínico en áreas con recursos limitados.
La técnica SHERLOCK para el diagnóstico rápido de enfermedades virales se describió en la edición en línea del 17 de agosto de 2020 de la revista Nature Communications.
Enlace relacionado:
Instituto Broad de MIT y Harvard
COVID-19 no es la única enfermedad que existe. Los recientes brotes de fiebres hemorrágicas virales (VHF), incluida la enfermedad por el virus del Ébola (EVE) y la fiebre de Lassa (LF), ponen de relieve la necesidad urgente de realizar pruebas sensibles y desplegables para diagnosticar estas devastadoras enfermedades humanas. En este sentido, los investigadores del Instituto Broad de MIT y Harvard (Cambridge, MA, EUA) y sus colaboradores, desarrollaron diagnósticos basados en CRISPR-Cas13a, dirigidos al virus del Ébola (EBOV) y al virus Lassa (LASV), con lecturas de flujo lateral y fluorescentes.
Los CRISPR (repeticiones palindrómicas cortas agrupadas regularmente interespaciadas) son segmentos de ADN procariótico que contienen repeticiones cortas de secuencias de bases. A cada repetición le siguen segmentos cortos de “ADN espaciador” de exposiciones anteriores a un virus bacteriano o plásmido. Desde 2013, se ha utilizado el sistema CRISPR/Cas9 en la investigación para la edición de genes (agregar, interrumpir o cambiar la secuencia de genes específicos) y la regulación de genes. Al administrar la enzima Cas9 y los ARN guía apropiados (ARNsg) a una célula, el genoma del organismo se puede cortar en cualquier ubicación deseada.
Los recientes esfuerzos computacionales para identificar nuevos sistemas CRISPR descubrieron un nuevo tipo de enzima dirigida al ARN, Cas13. La diversa familia Cas13 contiene al menos cuatro subtipos conocidos, incluidos Cas13a (anteriormente C2c2), Cas13b, Cas13c y Cas13d. Se demostró que Cas13a se une y escinde el ARN, protegiendo a las bacterias de los fagos de ARN y sirviendo como una plataforma poderosa para la manipulación del ARN. Se sugirió que Cas13a podría funcionar como parte de un sistema CRISPR/Cas versátil, guiado por ARN, dirigido a la detección del ARN, que tiene un gran potencial para aplicaciones precisas, robustas y escalables, guiadas por ARN dirigidas a la detección de ARN.
En el desarrollo de un método para diagnósticos desplegables y rápidamente adaptables, los investigadores trabajaron con la plataforma SHERLOCK (siglas en inglés para Desbloqueo de Reportero Enzimático Específico de Alta Sensibilidad), basada en CRISPR. SHERLOCK utiliza la proteína Cas13a dirigida al ARN para la detección sensible y específica del ácido nucleico viral. Este método funciona amplificando secuencias genéticas y programando una molécula CRISPR para detectar la presencia de una firma genética específica en una muestra, que también puede ser cuantificada. Cuando encuentra esas firmas, la enzima CRISPR se activa y libera una señal robusta. Esta señal se puede adaptar para trabajar en una simple tira de papel, en un equipo de laboratorio o para proporcionar una lectura electroquímica que se puede leer con un teléfono móvil.
SHERLOCK se puede combinar con el método HUDSON (Calentamiento de Muestras de Diagnóstico no Extraídas para Eliminar Nucleasas), que inactiva patógenos y libera ácido nucleico mediante una desnaturalización química y térmica combinada, eliminando la necesidad de una extracción de ácidos nucleicos basada en columna o en perlas. Este proceso hace que las muestras de los pacientes sean más seguras para que el personal clínico las manipule en entornos de baja tecnología y elimina la necesidad de extraer el material genético de un virus de las muestras, antes del análisis.
Para completar el paquete, los investigadores también desarrollaron una aplicación para teléfonos móviles llamada HandLens, que puede leer e informar inmediatamente los resultados de las tiras de papel SHERLOCK. Esta herramienta puede ayudar en situaciones en las que la tira de papel emite una señal débil que es difícil de interpretar para un médico.
Los investigadores utilizaron la técnica SHERLOCK junto con HUDSON y HandLens en Nigeria durante un reciente brote de fiebre de Lassa y en Sierra Leona y la República Democrática del Congo durante los brotes del virus del Ébola. Los resultados revelaron que los ensayos SHERLOCK funcionaron de manera tan consistente o mejor que otras metodologías de diagnóstico, lo que demuestra el potencial de la plataforma para el uso clínico en áreas con recursos limitados.
La técnica SHERLOCK para el diagnóstico rápido de enfermedades virales se describió en la edición en línea del 17 de agosto de 2020 de la revista Nature Communications.
Enlace relacionado:
Instituto Broad de MIT y Harvard
Últimas Microbiología noticias
- Dispositivo portátil ofrece resultados de tuberculosis económico y rápido
- Método basado en IA mejora diagnóstico de infecciones resistentes a fármacos
- Innovadora tecnología disgnóstica identifica infecciones bacterianas con precisión de casi 100 % en tres horas
- Sistema de identificación y PSA ayuda a diagnosticar enfermedades infecciosas y combatir RAM
- Panel gastrointestinal permite detección rápida de cinco patógenos bacterianos comunes
- Pruebas rápidas PCR en UCI mejoran uso de antibióticos
- Firma genética única predice resistencia a fármacos en bacterias
- Sistema de código de barras rastrea bacterias de neumonía mientras infectan el torrente sanguíneo
- Prueba rápida de diagnóstico de sepsis demuestra mejor atención al paciente y ahorro en aplicaciones hospitalarias
- Sistema de diagnóstico rápido detecta sepsis neonatal en horas
- Nueva prueba diagnostica neumonía bacteriana directamente a partir de sangre completa
- Ensayo de liberación de interferón-γ es eficaz en pacientes con EPOC y tuberculosis pulmonar
- Nuevas pruebas en punto de atención ayudan a reducir uso excesivo de antibióticos
- Prueba de sepsis rápida permite diferenciar infecciones bacterianas, virales y enfermedades no infecciosas
- Prueba CRISPR-TB permite diagnóstico temprano de enfermedad y cribado de la población
- Panel sindrómico ofrece respuestas rápidas para diagnóstico ambulatorio de enfermedades gastrointestinales
Canales
Química Clínica
ver canal
Nuevo método utiliza luz infrarroja pulsada para encontrar huellas del cáncer en plasma sanguíneo
Tradicionalmente, el diagnóstico de cáncer se ha basado en procedimientos invasivos o laboriosos, como las biopsias de tejido. Ahora, una nueva investigación publicada en ACS Central... Más
Nanotubos de carbono ayudan a construir sensores precisos para monitoreo continuo de la salud
Los sensores actuales pueden medir diversos indicadores de salud, como los niveles de glucosa en sangre. Sin embargo, es necesario desarrollar materiales para sensores más precisos y sensibles que... MásDiagnóstico Molecular
ver canal
Análisis de sangre para detección temprana del Alzheimer con precisión de 90 %
La enfermedad de Alzheimer (EA) es una enfermedad debilitante y una de las principales causas de discapacidad y muerte en todo el mundo. Actualmente, la disponibilidad de herramientas diagnósticas... Más
Prueba basada en ARN detecta riesgo de preeclampsia antes de síntomas
La preeclampsia sigue siendo una causa importante de morbilidad y mortalidad materna, así como de partos prematuros. A pesar de las directrices actuales que buscan identificar a las embarazadas... Más
Primera prueba que utiliza microARN para predecir toxicidad de terapia contra el cáncer
Muchos hombres con cáncer de próstata en etapa temprana reciben radioterapia corporal estereotáctica (RTCE), un tratamiento de radiación de alta precisión que se completa... Más
Ensayo basado en células proporciona detección sensible y específica de autoanticuerpos en desmielinización
Los anticuerpos anti-glicoproteína asociada a la mielina (MAG) sirven como marcadores de un trastorno desmielinizante autoinmune que afecta al sistema nervioso periférico y provoca deterioro sensorial.... MásHematología
ver canal
Nuevo sistema de puntuación predice riesgo de cáncer a partir de un trastorno sanguíneo común
La citopenia clonal de significado incierto (CCSI) es un trastorno sanguíneo común en adultos mayores, caracterizado por mutaciones en las células sanguíneas y un recuento ... Más
Prueba prenatal no invasiva para determinar estado RhD del feto es 100 % precisa
En los Estados Unidos, aproximadamente el 15 % de las embarazadas son RhD negativas. Sin embargo, en aproximadamente el 40 % de estos casos, el feto también es RhD negativo, lo que hace innecesaria la... MásInmunología
ver canal
Prueba de células madre predice resultado del tratamiento en cáncer de ovario resistente al platino
El cáncer de ovario epitelial suele responder inicialmente a la quimioterapia, pero con el tiempo, el tumor desarrolla resistencia a la terapia, lo que provoca su recrecimiento. Esta resistencia... Más
Análisis de sangre con aprendizaje automático predice respuesta a inmunoterapia en pacientes con linfoma
La terapia de células T con receptores de antígenos quiméricos (CAR) se ha convertido en uno de los avances recientes más prometedores en el tratamiento de los cánceres... MásPatología
ver canal
Nueva técnica identifica y clasifica subtipos de células de cáncer de páncreas
El cáncer de páncreas suele ser asintomático en sus primeras etapas, lo que dificulta su detección hasta que ha progresado. En consecuencia, solo el 15 % de los cánceres... Más
Imágenes avanzadas revelan mecanismos que causan enfermedades autoinmunes
La miastenia gravis, una enfermedad autoinmune, provoca debilidad muscular que puede afectar a diversos músculos, incluidos los necesarios para acciones básicas como parpadear, sonreír... MásTecnología
ver canal
Dispositivo microfluídico Dolor en un Chip determina tipos de dolor crónico desde muestras de sangre
El dolor crónico es una afección generalizada que sigue siendo difícil de controlar, y los métodos clínicos existentes para su tratamiento se basan en gran medida en... Más
Innovador sensor fluorométrico sin etiquetas permite detección más sensible del ARN viral
Los virus representan un importante riesgo para la salud mundial, como lo demuestran las recientes pandemias, lo que hace que la detección e identificación tempranas sean esenciales para... MásIndustria
ver canal
Cepheid y Oxford Nanopore se unen para desarrollar soluciones con secuenciación automatizada
Cepheid (Sunnyvale, CA, EUA), una empresa líder en diagnóstico molecular, y Oxford Nanopore Technologies (Oxford, Reino Unido), la empresa detrás de una nueva generación de... Más