Австралийские исследователи разработали и успешно протестировали портативную систему для быстрой амбулаторной диагностики основных инфекций, передающихся половым путем, основанную на технологии CRISPR-Cas. Отчет о работе опубликован журнале The Lancet Microbe.
Инфекции, передающиеся половым путем, представляют собой существенное бремя для мирового здравоохранения — по оценкам Всемирной организации здравоохранения, в 2020 году в мире зарегистрировано более 374 миллионов новых случаев подобных излечимых инфекций, вызванных бактериями Chlamydia trachomatis, Neisseria gonorrhoeae и Treponema pallidum и одноклеточным паразитом Trichomonas vaginalis. Помимо высокой заболеваемости, эти инфекции без своевременной диагностики и лечения чреваты осложнениями в виде воспалительных заболеваний тазовых органов, бесплодия, неврологических и сердечно-сосудистых заболеваний, а гонококк и другие возбудители вдобавок служат векторами распространения устойчивости к антибиотикам. В силу этого проблема своевременной диагностики половых инфекций в местах оказания помощи стоит весьма остро.
Шивани Пасрича (Shivani Pasricha) из Мельбурнского университета с коллегами разработал портативную систему для диагностики сифилиса, гонореи (включая мутацию резистентности к ципрофлоксацину gyrA S91F), хламидиоза и простого герпеса 1 и 2 типов по мазкам или образцам мочи, основанную на технологии CRISPR-Cas. ДНК из биообразца подвергается рекомбиназной полимеразной амплификации (RPA), а затем происходит ее мультиплексированное распознавание с помощью специфичных для патогенов гидовых РНК с флуоресцентными метками LbaCas12a или LwaCas13a и флуориметрии. Весь процесс происходит автоматически при температуре 37 градусов Цельсия и занимает около 55 минут. Каждый патоген распознается по двум последовательностям-мишеням в соответствии с требованиями ВОЗ.
Систему протестировали на 900 клинических биообразцах (400 для анализа на T. pallidum и простой герпес, 500 — на N. gonorrhoeae и C. trachomatis), в качестве референсного стандарта использовали количественную ПЦР. Чувствительность, предел обнаружения и площадь под ROC-кривой составили для T. pallidum 82,5 процента, 6,2 копии на микролитр и 0,90, для простого герпеса в целом — 94,4 процента (для первого и второго типов — 97,0 и 96,0 процента), 7,8 копии на микролитр и 0,99 (для первого и второго типов — 0,99 и 0,97). Для N. gonorrhoeae показатели составили 80,0 процента (для мутации gyrA S91F — 85,7 процента в генитальных образцах и 61,2 процента в экстрагенитальных), 3,9 копии на микролитр и 0,90 (для мутации gyrA S91F — 0,72), для C. trachomatis — 73,0 процента, 3,9 копии на микролитр и 0,85.
Согласно полученным результатам масштабного тестирования, портативная система мультиплексированной диагностики на основе CRISPR-Cas достигла соответствия целевым требованиям ВОЗ при определении T. pallidum и N. gonorrhoeae и приблизилась к ним при определении простого герпеса и C. trachomatis, а также подтвердила концептуальную возможность экспресс-диагностики антибиотикоустойчивости гонококка в местах оказания помощи. Система готова к применению, но для массового производства нуждается в дополнительной оптимизации.
Рост заболеваемости половыми инфекциями вызвал быстрое развитие рынка устройств для их диагностики. Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств США (FDA) уже одобрило к применению системы для самостоятельной диагностики сифилиса по капле крови и хламидиоза, гонореи и трихомониаза по вагинальному мазку.