Mulig afløser for PCR: Billig teknologi kan spore vira på stedet

Illustration: bigstock

Smittesporing af Covid-19 er besværlig og dyr, hvis den skal være sikker. Et problem, der især vanskeliggør smittebekæmpelsen i fattige og fjerntliggende egne. Nu har Massachusetts Institute of Technology, MIT, imidlertid præsenteret en ny udvikling af CRISPR-teknologien, der gør opsporingen hurtig, præcis og billig. Måske endda så præcist, at det kan blive et problem.

Minimally Instrumented SHERLOCK, eller miSHERLOCK, er et test-system på størrelse med en skotøjsæske, og selvom det ligner et sci-fi saml-selv-sæt, lover systemet lovende resultater indenfor billig, hurtig og let tilgængelig sporing.

For at gøre test-systemet så brugervenligt som muligt, udviklede forskerne MiSHERLOCK til at kunne analysere spytprøver.

Systemet er en alt-i-en løsning på virus- og bakterietestning, som kan føre eksempelvis en spytprøve fra petriskål til færdig analyse på en time ved hjælp af CRISPR-teknologi, lysmålingsudstyr og en færdigudviklet app. Ifølge forskerne er opsporingen af virus og bakterier lige så effektiv som en PCR-test.

MiSHERLOCK kan ifølge forskerne bag projektet på nuværende tidspunkt købes for 95 kroner, men de satser på at sænke prisen helt ned til omkring 16 kroner per enhed, hvis det bliver godkendt af FDA og produceret i stor skala. Til sammenligning koster en PCR-test mellem 100 og 200 kroner og har en testbehandlingstid på 1-2 døgn.

Grundplanen for systemet var allerede skitseret af James Collins og Feng Zhangs forskerhold i 2017, hvor de for alvor begyndte at forvente noget af cas13a-enzymets store potentiale i forbindelse med opsporing af bakterier og virus.

miSHERLOCK nedbryder enzymer fra spyt, som ellers kunne destruere CRISPR-molekylet. Illustration: Devora Najjar, MIT

Sporings-RNA og Cas-protein

Cas13a-enzymet er den drivende kraft bag miSHERLOCK-systemet, som ved hjælp af enzymet og et såkaldt sporings-RNA kan identificere virus med samme træfsikkerhed som en PCR-test.

Et sporings-RNA er kort forklaret et lille stykke syntetisk produceret RNA, hvis funktion er at opspore en bestemt RNA-sekvens i eksempelvis en spyttest. Sporings-RNAet kan kodes til at opspore et væld af forskellige RNA-sekvenser, alt efter hvilken virus eller bakterie, man leder efter.

Sporings-RNA’et er bygget op, så det kan pakkes ind i et proteinmolekyle sammen med eksempelvis cas13a-enzymet. Når sporings-RNA’et finder en matchende RNA-sekvens bliver enzymet aktiveret og reagerer ved at klippe den matchende sekvens væk fra resten af RNA’et.

Det specielle ved cas13a-enzymet er, at det frigiver et fluorescerende lys, når det klipper i den opsporede RNA-sekvens. Det er ved at opfange de fluorescerende lys, miSHERLOCK-systemet identificerer, om der er spor af eksempelvis corona.

Oprindeligt satte MIT’s forskere fokus på cas13a-enzymet for lettere at kunne opspore zikavirus. Men fordi enzymet kan interagere med RNA-sekvenser i langt bredere forstand, udviklede MIT et system med plads til fire moduler.

De fire moduler kan skiftes ud alt efter hvilken RNA- eller DNA-sekvens, man vil lede efter.

100-kroners minilaboratorium

Selvom teknologien stadig afventer godkendelse fra USAs føderale fødevare- og lægemiddelmyndighed FDA, kan den stadig være en betydningsfuld nyhed for den globale sundhedssektor.

MIT beskriver selv testplatformen som ”table top diagnostic”, fordi teknologien er så kompakt, at man kan sætte det lille testcenter op på et køkkenbord.

Forskerne siger, at systemet kommer til at koste mellem to og 15 amerikanske dollars.

Hvis miSHERLOCK bliver godkendt af FDA, kan det forbedre tilgængeligheden af virus-opsporing betydeligt – særligt i afsidesliggende områder, hvor analysecentre til PCR-prøver ikke ligger rundt om hvert hjørne.

Hyperfølsom præcision

Professor Guillermo Montoya, Research Director ved Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research ved Københavns Universitet, har forsket i at beskrive cas12a-enzymet, som kan bruges til at opspore bestemte DNA-sekvenser, hvor cas13a-enzymet som udgangspunkt kun forholder sig til RNA.

Han fortæller, at både CRISPR-RNA og cas-enzym er billigt og robust nok til global distribuering, men påpeger en enkelt problematik, som har at gøre med målingens følsomhed:

»Hvis vi ser på CRISPR-teknologiens potentiale i et stort perspektiv, kan vi snakke i rigtig mange timer, fordi der kommer nye ideer på bordet, imens vi snakker. Cas12a- og cas13a-enzymerne kommer helt sikkert til at løfte diagnosticeringskapaciteten verden over, men i nogle tilfælde kan følsomheden faktisk føre til, at man slår alarm ved en forsvindende lille tilstedeværelse af en pågældende sekvens,« siger Guillermo Montoya.

Med andre ord er CRISPR-testningen så effektiv, at den kan finde selv en mængde virus, som formentlig aldrig ville udvikle sig til sygdom.

Han forklarer, at det kan skabe flaskehalsproblemer i sundhedssektoren, hvis man implementerer teknologien, uden først at have fundet de rigtige parametre for, hvornår testen skal læses som positiv eller negativ.

Hurtige tests er altafgørende

Ifølge Julia Raavad, analysechef ved Læger Uden Grænser, kan CRISPR-teknologien blive en rigtig stor hjælp i mange af de lande, de opererer i.

»Det kan være rigtig svært at få adgang til diagnose- og testudstyr af god kvalitet og rimelig omkostning for lavindkomstlande. Testudstyr er altafgørende for at kunne sikre den rette medicinske behandling hurtigst muligt,« skriver hun til Ingeniøren.

Men også Julia Raavad påpeger en mulig faldgrube for miSHERLOCK:
»Det er altafgørende, at CRISPR-teknologien forbliver patentfri, så lokal produktion er mulig under og efter corona-pandemien.«

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

"Med andre ord er CRISPR-testningen så effektiv, at den kan finde selv en mængde virus, som formentlig aldrig ville udvikle sig til sygdom."

Det gælder nu også for PCR!

  • 12
  • 0

Super spændende teknologi! Men så længe vi har folk som er bange for at mRNA vacciner genmodificerer folks DNA så tror jeg at teknologi baseret på CRISPR er et "tough sell"

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten