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A plataforma nova tem o potencial detectar muitos biomarkers doença-relacionados em apenas um teste

A maioria de diagnósticos moleculars convencionais detectam geralmente somente um único biomarker doença-relacionado. Os grandes exemplos são os testes do PCR usados actualmente para diagnosticar COVID-19 detectando uma seqüência específica de SARS-CoV-2.

Tais métodos assim chamados do singleplex fornecem resultados seguros porque “são calibrados” a um único biomarker. Contudo, determinar se um paciente está contaminado com uma variação SARS-CoV-2 nova ou um micróbio patogénico completamente diferente exige a sondagem para muitos biomarkers diferentes ao mesmo tempo.

Os cientistas do instituto de Helmholtz para a pesquisa RNA-baseada da infecção (HIRI) e da universidade de Julius Maximilians (JMU) em Würzburg têm pavimentado agora a maneira para uma plataforma diagnóstica completamente nova com LEOPARDO. É um método CRISPR-baseado que seja altamente multiplexable, com o potencial detectar uma variedade de biomarkers doença-relacionados em apenas um teste.

Como o LEOPARDO trabalha

O LEOPARDO, que representa “os tracrRNAs e o Em-alvo projetados Leveraging DNAs para a detecção paralela do RNA,” é baseado em encontrar que a estaca do ADN por Cas9 poderia ser ligada à presença de um ácido ribonucléico específico (RNA). Esta relação permite que o LEOPARDO detecte muito RNAs imediatamente, abrindo oportunidades para a detecção simultânea de RNAs dos vírus e dos outros micróbios patogénicos em uma amostra paciente.

O estudo publicado hoje na “ciência” foi iniciado pela perseguição Beisel, professor em JMU e em líder do grupo de investigação em HIRI, e professor Cynthia Sharma do instituto de JMU da biologia molecular da infecção (IMIB). “Com LEOPARDO, nós sucedemos em detectar fragmentos do RNA de nove vírus diferentes, 'diz Beisel. “Nós podíamos igualmente diferenciar SARS-CoV-2 e uma de suas variações em uma amostra paciente ao confirmar que cada amostra estêve recolhida correctamente do paciente.”

Fundo

CRISPR-Cas9 é sabido principalmente como uma ferramenta biomolecular para a edição do genoma. Aqui, a função CRISPR-Cas9 como as tesouras moleculars que cortam o ADN específico arranja em seqüência. Estas mesmas tesouras são usadas naturalmente pelas bactérias para cortar o ADN associado com os vírus de invasão.

Se editando genomas ou eliminando vírus, a estaca Cas9 está dirigida pelo guia RNAs. O guia RNAs encontrado nas bactérias deve emparelhar-se com um RNA separado chamado o tracrRNA. Os pares do RNA então podem trabalhar com Cas9 para dirigir a estaca do ADN.

Uma descoberta inesperada

O tracrRNA foi pensado para emparelhar-se somente com o guia RNAs que vem do sistema antiviroso. Contudo, os cientistas de Würzburg descobriram que o tracrRNA se estava emparelhando com o outro RNAs, transformando os no guia RNAs.

Quando nós procuraramos por RNAs que liga a Cas9 em nosso Campylobacter modelo do organismo, nós encontramos surpreendentemente que nós detectamos não somente o guia RNAs, mas igualmente outros fragmentos do RNA na pilha que olhou como o guia RNAs. O tracrRNA emparelhava com os estes RNAs, tendo por resultado o guia “não-canônico” RNAs que poderia dirigir a estaca do ADN por Cas9.”

Cynthia Sharma, cadeira, biologia molecular II da infecção, instituto da biologia molecular da infecção

Sharma é igualmente um porta-voz do centro de pesquisa para as doenças da infecção (ZINF) em JMU. As construções diagnósticas da plataforma do LEOPARDO nesta descoberta. “Nós figuramos para fora como reprogram os tracrRNAs para decidir que RNAs se transforma guia RNAs,” dizemos Beisel.

“Monitorando um grupo de combinar DNAs, nós podemos determinar que RNAs estou presente em uma amostra baseada em que DNAs obtenha o corte. Como parte da pandemia em curso, o LEOPARDO poderia permitir que um doutor figure para fora se o paciente está contaminado com SARS-CoV-2, se é uma variação original, e se a amostra correctamente estêve tomada ou precisa de ser repetida--todos em um teste.”

No futuro, o desempenho do LEOPARDO podia empequenecer mesmo testes multiplexados do PCR e outros métodos. “A tecnologia tem o potencial revolucionar diagnósticos médicos não somente para doenças infecciosas e resistências antibióticas, mas igualmente para o cancro e doenças genéticas raras,” diz Oliver Kurzai, director do instituto de JMU da higiene e da microbiologia, que forneceu amostras pacientes para o estudo.

“O trabalho destaca o colaborador excelente e pesquisa interdisciplinar que ocorre aqui em Würzburg,” diz Jörg Vogel, director de IMIB e de HIRI, uma facilidade comum de JMU com o centro de Helmholtz para a pesquisa da infecção em Bransvique. O “LEOPARDO demonstra impressionante que nós podemos cobrir o espectro completo da pesquisa pioneiro complementar em Würzburg, dos fundamentos da pesquisa do RNA às aplicações clínicas.”

Source:
Journal reference:

Jiao, C., et al. (2021) Noncanonical crRNAs derived from host transcripts enable multiplexable RNA detection by Cas9. Science. doi.org/10.1126/science.abe7106.