CRISPR-Cas9 versnelt de diagnose

Wetenschappers ontwikkelden een diagnostische test voor het SARS-CoV-2 op basis van CRISPR-Cas9-technologie. Een eenvoudige en snellere test dan RT-qPCR.

21 oktober 2020

Onderzoekers beschrijven in een brief naar New England Journal of Medicine een vereenvoudigde test die gebaseerd is op de moleculaire schaar CRISPR-Cas9. Hun bericht krijgt een bijzonder coloriet nu Emmanuelle Charpentier en Jennifer Doudna onlangs de Nobelprijs voor Scheikunde gekregen voor de ontwikkeling van de CRISPR-Cas9. Met die technologie kan gelijk welke DNA- of RNA-sequentie precies worden opgespoord en kan het genetische materiaal op de gewenste plaats worden geknipt.

De auteurs herinneren er eerst aan dat almaar vaker op CRISPR gebaseerde diagnostische tests worden uitgevoerd voor detectie van pathogene virussen en bacteriën. Methoden zoals SHERLOCK ( specific high-sensitivity enzymatic reporter unlocking) worden gebruikt om het SARS-CoV-2 te detecteren. Een SHERLOCK-test omvat twee fasen: amplificatie van de doelsequens en daarna door CRISPR gemedieerde detectie van het nucleïnezuur. Die tests zijn evenwel complex: ze omvatten RNA-extractie en meerdere fasen waarin vloeistoffen worden gemanipuleerd, wat het risico op contaminatie van het testmateriaal vergroot.

Die technologie blijkt even performant te zijn als RT-qPCR, met een sensitiviteit van 93,1% en een specificiteit van 98,5%.

Vervolgens beschrijven ze een nieuwe test, die ze de naam STOP, de afkorting van SHERLOCK testing in one pot, hebben gegeven. Die test combineert extractie van het virale RNA met isothermische amplificatie en door CRISPR gemedieerde detectie van het RNA. De vorsers maken daarbij gebruik van de LAMP-techniek ( Loop-mediated isothermal amplification), waarbij de temperatuur tijdens de hele amplificatie stabiel wordt gehouden in tegenstelling tot een PCR, waarbij de temperatuur bij elke fase verandert. Ze hebben die test STOPCovid.v1 (STOPCovid, versie 1) genoemd.

Om de extractie van RNA te vereenvoudigen en de sensitiviteit te verhogen, zuiveren ze het staal met magnetische bolletjes. Die test hebben ze STOPCovid.v2 (STOPCovid, versie 2) genoemd.

Die technologie blijkt even performant te zijn als RT-qPCR, de standaardtest: de STOPCovid.v2 heeft een sensitiviteit van 93,1% en een specificiteit van 98,5%. Positieve stalen werden gedetecteerd in 15 tot 45 minuten, dus een aanzienlijke tijdswinst (een PCR duurt ongeveer drie uur). En men heeft er de dure toestellen voor PCR-analyse, die bovendien veel plaats innemen, niet voor nodig.