[ad_1]

SAN FRANCISCO ، کالیفرنیا – 4 دسامبر 2020 – یک سواب سوراخ بینی را تصور کنید ، سواب را در دستگاه قرار داده و به مدت 15 تا 30 دقیقه تلفن خود را بخواند و به شما بگوید که آیا به ویروس COVID-19 آلوده شده اید. این دیدگاه تیمی از دانشمندان م Instسسات گلدستون ، دانشگاه کالیفرنیا ، برکلی (دانشگاه برکلی) و دانشگاه کالیفرنیا ، سانفرانسیسکو (UCSF) است. و اکنون آنها یک پیشرفت علمی را اعلام کرده اند که آنها را به تحقق بخشیدن به این چشم انداز نزدیک می کند.

یکی از اصلی ترین موانع مبارزه با بیماری همه گیر COVID-19 و گشودن کامل جوامع در سراسر کشور ، در دسترس بودن آزمایشات سریع انبوه است. دانستن اینکه چه کسی آلوده شده است ، اطلاعات ارزشمندی در مورد شیوع بالقوه و تهدید ویروس برای سیاستمداران و شهروندان فراهم می کند.

با این وجود ، وقتی تأخیر در پردازش آزمایشات آزمایشگاهی وجود دارد ، افراد معمولاً باید چند روز منتظر نتایج خود یا حتی بیشتر باشند. این واقعیت بدتر می شود که بیشتر افراد آلوده علائم خفیف یا بدون علائم دارند اما هنوز ویروس را حمل می کنند و گسترش می دهند.

در مطالعه جدیدی که در مجله علمی منتشر شده است قفس، تیم Gladstone ، UC Berkeley و UCSF فناوری آزمایشی مبتنی بر CRISPR را برای COVID-19 بیان کردند ، که با استفاده از یک دوربین گوشی هوشمند نتایج دقیق را در کمتر از 30 دقیقه ارائه می دهد.

ملانی اوت ، Ph.D ، مدیر انستیتوی ویروس شناسی گلدستون و یکی از رهبران این مطالعه گفت: “وظیفه فوری جامعه علمی نه تنها افزایش آزمایشات بلکه فراهم آوردن فرصت های جدید آزمایش است.” “تجزیه و تحلیل ما توسعه داده شده می تواند تست سریع و ارزان برای کمک به کنترل شیوع COVID-19 فراهم می کند.”

این تکنیک با همکاری مهندس زیستی UC برکلی ، دکتر دانیل فلچر و دکتر جنیفر دودنا ، محقق ارشد در گلدستون ، استاد دانشگاه UC برکلی ، رئیس انستیتوی نوآوری ژنومیک و محقق در انستیتوی پزشکی هوارد هوگز ساخته شد. . دودنا به تازگی موفق به دریافت جایزه نوبل شیمی در سال 2020 برای کشف همکاری ویرایش ژنوم CRISPR-Cas ، فناوری موجود در این کار شده است.

آزمایش جدید تشخیصی آنها نه تنها می تواند نتیجه مثبت یا منفی ایجاد کند ، بلکه میزان ویروس (یا غلظت SARS-CoV-2 ، ویروسی که باعث ایجاد COVID-19 می شود) را در یک نمونه اندازه گیری می کند.

فلچر ، كه همچنین محقق چان زاكربرگ از Biohub است ، گفت: “همراه با آزمایش مكرر ، اندازه گیری بار ویروسی می تواند به تعیین یا افزایش عفونت كمك كند.” “نظارت بر پیشرفت عفونت بیمار می تواند به متخصصان مراقبت های بهداشتی کمک کند تا مرحله عفونت را ارزیابی کرده و در زمان واقعی پیش بینی کنند که چه مدت بهبودی لازم است.”

یک آزمایش ساده تر با تشخیص مستقیم

در آزمایشات فعلی COVID-19 از روشی به نام PCR کمی استفاده می شود که استاندارد طلایی برای آزمایش است. یکی از مشکلات استفاده از این روش برای آزمایش SARS-CoV-2 نیاز به DNA است. ویروس کرونا ویروس RNA است ، به این معنی که برای استفاده از روش PCR ، ابتدا RNA ویروسی باید به DNA تبدیل شود. علاوه بر این ، این روش به یک واکنش شیمیایی دو مرحله ای ، از جمله یک مرحله تقویت ، تکیه می کند تا DNA کافی برای شناسایی آن فراهم کند. بنابراین ، آزمونهای فعلی معمولاً به کاربران آموزش دیده ، معرفهای تخصصی و تجهیزات آزمایشگاهی دست و پا گیر نیاز دارند ، که توانایی انجام آزمایشها را به شدت محدود می کند و باعث تاخیر در دستیابی به نتایج می شود.

به عنوان یک جایگزین برای PCR ، دانشمندان در حال توسعه استراتژی های آزمایش مبتنی بر فناوری ویرایش ژن CRISPR هستند که از ویژگی های خاص شناسایی ژنتیکی برخوردار است.

تمام تشخیص های CRISPR تاکنون نیاز به RNA ویروسی دارند که به DNA تبدیل و قبل از شناسایی تکثیر می شوند و به این ترتیب زمان و پیچیدگی اضافه می شود. در مقابل ، رویکرد جدید توصیف شده در این مطالعه اخیر از کلیه مراحل تبدیل و تقویت با استفاده از CRISPR برای تشخیص مستقیم RNA ویروسی عبور می کند.

دودنا می گوید: “یکی از دلایلی که ما از تشخیص مبتنی بر CRISPR هیجان زده ایم ، امکان دستیابی سریع و دقیق به نتایج در صورت لزوم است.” “این امر به ویژه در مکانهایی که دسترسی محدود به آزمایش دارند یا در موارد مکرر ، آزمایشهای سریع مورد نیاز است. این می تواند بسیاری از موانعی را که با COVID-19 مشاهده کرده ایم برطرف کند. “

پریناز فوزونی ، دانشجوی UCSF که در آزمایشگاه Ott در گلادستون کار می کند ، از چند سال گذشته روی سیستم شناسایی HIV RNA کار کرده است. اما در ژانویه سال 2020 ، هنگامی که مشخص شد ویروس کرونا در حال تبدیل شدن به یک مشکل بزرگتر در سراسر جهان است و آزمایش یک دام احتمالی است ، او و همکارانش تصمیم گرفتند بر روی COVID-19 تمرکز کنند.

فوزونی ، كه مقاله را به همراه سونگمین پسر و ماریا دیاز د لئون دربی از تیم فلچر تألیف كرد ، گفت: “ما می دانستیم كه آنالیزهایی كه در حال تهیه آن بودیم راهی منطقی برای كمك به بحران با اجازه دادن به آزمایش سریع با حداقل منابع است.” در UC برکلی. “به جای پروتئین CRISPR معروف به نام Cas9 که DNA را می شناسد و می شکافد ، ما از Cas13 استفاده کردیم که RNA را می شکافد.”

در آزمایش جدید ، پروتئین Cas13 با یک مولکول گزارشگر ترکیب می شود که با برش فلورسنت می شود و سپس با نمونه بیمار از یک سواب بینی مخلوط می شود. نمونه در دستگاهی قرار می گیرد که به تلفن هوشمند متصل می شود. اگر نمونه حاوی SARS-CoV-2 RNA باشد ، Cas13 با انتشار یک سیگنال فلورسنت ، مولکول گزارشگر را فعال و قطع می کند. دوربین این گوشی هوشمند که اساساً به میکروسکوپ تبدیل شده است ، می تواند فلورسانس را تشخیص داده و گزارش کند که سواب برای ویروس مثبت است.

اوت ، که همچنین استاد گروه پزشکی UCSF است ، گفت: “آنچه که واقعاً این تست را منحصر به فرد می کند ، استفاده از یک واکنش یک مرحله ای برای آزمایش مستقیم RNA ویروسی است ، در مقابل فرایند دو مرحله ای در آزمایش های PCR سنتی.” “شیمی ساده تر همراه با دوربین گوشی هوشمند ، زمان تشخیص را کاهش می دهد و به تجهیزات آزمایشگاهی پیچیده ای احتیاج ندارد. همچنین به آزمایش اجازه می دهد اندازه گیری کمی کند ، نه فقط یک نتیجه مثبت یا منفی.”

محققان همچنین می گویند که تجزیه و تحلیل آنها می تواند با تلفن های همراه مختلف سازگار شود و این فناوری را به راحتی در دسترس قرار دهد.

فلچر توضیح می دهد: “ما از تلفن های همراه به عنوان مبنای دستگاه تشخیص خود استفاده كردیم زیرا آنها دارای رابط كاربری بصری و دوربین های بسیار حساسی هستند كه می توانیم از آنها برای تشخیص فلورسانس استفاده كنیم.” “تلفن های همراه نیز تولید انبوه و مقرون به صرفه ای دارند که نشان می دهد برای این تجزیه و تحلیل نیازی به ابزار آزمایشگاهی خاصی نیست.”

نتایج دقیق و سریع برای محدود کردن همه گیری

هنگامی که محققان دستگاه خود را با استفاده از نمونه های بیمار آزمایش کردند ، تأیید کردند که می تواند زمان بسیار سریع برای معکوس کردن نتایج برای نمونه های دارای بار ویروسی از نظر بالینی قابل توجه باشد. در واقع ، دستگاه به طور دقیق مجموعه ای از نمونه های مثبت را در کمتر از 5 دقیقه تشخیص می دهد. برای نمونه هایی با بار ویروسی کم ، دستگاه برای تشخیص آن از تست منفی تا 30 دقیقه زمان نیاز دارد.

اوت می گوید: “جدیدترین مدل های SARS-CoV-2 نشان می دهد که آزمایش سریع سریع ، همان چیزی است که برای غلبه بر بیماری همه گیر کنونی به آن نیاز داریم.” “ما امیدواریم که با افزایش آزمایشات بتوانیم از محاصره جلوگیری کرده و از آسیب پذیرترین گروه ها محافظت کنیم.”

آزمون جدید مبتنی بر CRISPR گزینه امیدوار کننده ای برای آزمایش سریع را ارائه می دهد ، اما با استفاده از تلفن هوشمند و اجتناب از نیاز به تجهیزات آزمایشگاهی حجیم ، این قابلیت را دارد که قابل حمل شود و در نهایت به عنوان یک مرکز مراقبت یا حتی در خانه ارائه شود. . و می توان آن را برای تشخیص ویروس های تنفسی دیگر خارج از SARS-CoV-2 گسترش داد.

علاوه بر این ، حساسیت بالای دوربین های گوشی های هوشمند همراه با قابلیت اتصال ، GPS و پردازش داده ها ، آنها را به ابزار جذابی برای تشخیص بیماری ها در مناطق کم منبع تبدیل کرده است.

“از” این نوع تشخیصی می گوید: “ما امیدواریم که بتوانیم آزمایش خود را در دستگاهی توسعه دهیم که بتواند بلافاصله نتایج را در سیستم های مبتنی بر ابر با حفظ حریم خصوصی بیمار بارگذاری کند ، که برای پیگیری تماس و تحقیقات اپیدمیولوژیک مهم خواهد بود” یک تست مبتنی بر گوشی های هوشمند می تواند نقشی اساسی در کنترل بیماری همه گیر فعلی و آینده داشته باشد. “

###

درباره پروژه تحقیق

این مطالعه با عنوان “تشخیص عدم افزایش SARS-CoV-2 با CRISPR-Cas13a و میکروسکوپ تلفن همراه” ، توسط آنلاین منتشر شد قفس در 4 دسامبر 2020: https: //www.سلول.با /سلول /متن کامل /S0092-8674(20) 31623-8.

از دیگر نویسندگان این تحقیق می توان به گاوین ج. نات ، مایکل د. آمبروزیو ، عبدالبویا ، ماکس آرمسترانگ و اندرو هریس از دانشگاه برکلی. Carley N. Gray ، G. Renuka Kumar ، Stephanie I. Stephens ، Daniela Boehm ، Chia-Lin Tsou ، Jeffrey Shu ، Jeannette M. Osterloh ، Anke Meyer-Franke و Katherine S. Pollard از موسسه Gladstone ؛ Chunyu Zhao ، Emily D. Crawford ، Andreas S. Puschnick ، ​​Maira Phelps و Amy Kistler از Chan Zuckerberg Biohub ؛ نیل سوئیچ از دانشگاه ایالتی سن خوزه ؛ و چارلز لانگلهیر و جوزف ال. دریسی از UCSF.

این مطالعه توسط موسسات ملی بهداشت (اعطای NIAID 5R61AI140465-03 و اعطای NIDA 1R61DA048444-01) پشتیبانی شد. برنامه شتاب سریع NIH (RADx) ؛ م Instituteسسه ملی قلب ، ریه و خون ؛ موسسه ملی تصویربرداری پزشکی و مهندسی زیستی ؛ وزارت بهداشت و خدمات اجتماعی (کمک هزینه 3U54HL143541-02S1 №) ؛ و همچنین از طریق حمایت خیرخواهانه از Fast Grants ، بنیاد خیریه جیمز بی پندلتون ، بنیاد روددنبری و بسیاری از اهدا کنندگان فردی. این کار همچنین با اهدای سخاوتمندانه اهدا کننده خصوصی ناشناس در حمایت از کنسرسیوم تشخیصی ANCeR امکان پذیر شد.

درباره مitسسات گلدستون

برای اطمینان از اینکه کار ما بهترین کار را انجام می دهد ، م Gسسات Gladstone (gladstone.org) بر شرایطی با تأثیر عمیق پزشکی ، اقتصادی و اجتماعی – بیماری های حل نشده تمرکز دارند. گلدستون یک سازمان غیرانتفاعی مستقل برای تحقیقات زندگی است که برای غلبه بر بیماری ها از علم و فناوری بینایی استفاده می کند. او رابطه دانشگاهی با UC سانفرانسیسکو دارد.

[ad_2]

منبع: kolah-news.ir