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Cas13 SARS-CoV-2 वेरिएंट पर प्रकाश डालता है


कोरोनावायरस रोग 2019 (COVID-19) महामारी गंभीर तीव्र श्वसन सिंड्रोम कोरोनावायरस 2 (SARS-CoV-2) के तेजी से फैलने के कारण हुई है। SARS-CoV-2 में उत्परिवर्तन हुआ है, जिसके कारण वेरिएंट का विकास हुआ है। इनमें से कुछ वेरिएंट मूल स्ट्रेन की तुलना में अधिक वायरल होते हैं और इन्हें वैरिएंट ऑफ कंसर्न (वीओसी) के रूप में लेबल किया जाता है। वीओसी के तेजी से संचरण के कारण, व्यापक रूप से इसकी आवश्यकता है न्यूक्लिक अम्ल केंद्रीकृत नैदानिक ​​प्रयोगशालाओं के बाहर परीक्षण।

अब, पर प्रकाशित एक नया अध्ययन मेडरेक्सिव* प्रीप्रिंट सर्वर SARS-CoV-2 का पता लगाने के लिए एक Cas13-आधारित न्यूक्लिक एसिड डायग्नोस्टिक SHINEv2 का वर्णन और बेंचमार्क करता है। SHINEv2 तापमान नमूना प्रसंस्करण और lyophilized को जोड़ती है अभिकर्मकों परीक्षण प्रक्रिया और परख वितरण को सरल बनाने के लिए।

पृष्ठभूमि

COVID-19 जैसे संक्रामक रोग के प्रकोप को रोकने और प्रतिक्रिया देने के लिए बार-बार और व्यापक परीक्षण महत्वपूर्ण है। बार-बार नैदानिक ​​परीक्षण नए मामलों की पहचान करने और संक्रमित व्यक्तियों को अलग करने में मदद कर सकता है, जिससे आगे वायरल प्रसार को रोका जा सकता है। रिवर्स ट्रांसक्रिप्शन-क्वांटिटेटिव पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन (RT-qPCR) COVID-19 निदान के लिए स्वर्ण मानक है, लेकिन इसके लिए विशेष उपकरण और विशेषज्ञता की आवश्यकता होती है। लेटरल फ्लो एंटीजन-कैप्चर टेस्ट और इज़ोटेर्मल न्यूक्लिक एसिड डायग्नोस्टिक्स विकेन्द्रीकृत SARS-CoV-2 परीक्षण के लिए आशाजनक विकल्प हैं। हालांकि, वे एकल उपयोग के लिए बहुत महंगे हैं और बड़े पैमाने पर निर्माण करना मुश्किल हो सकता है। इस प्रकार, वैकल्पिक नैदानिक ​​​​प्रौद्योगिकियां जो त्वरित और विकेन्द्रीकृत परीक्षण को सक्षम करती हैं, वर्तमान और भविष्य की महामारियों का जवाब देने के लिए महत्वपूर्ण हैं।

सीआरआईएसपीआर-आधारित डायग्नोस्टिक्स (सीआरआईएसपीआर-डीएक्स) न्यूनतम उपकरण आवश्यकताओं के साथ सार्स-सीओवी-2 परीक्षण के लिए आशाजनक प्रौद्योगिकियां हैं। वे इज़ोटेर्मल न्यूक्लिक एसिड प्रवर्धन विधियों और एक आरएनए-निर्देशित सीआरआईएसपीआर-कैस न्यूक्लीज को जोड़ते हैं। यह विशिष्टता और संवेदनशीलता को काफी बढ़ाता है, लेकिन परख जटिलता को बढ़ाने की कीमत पर। वैज्ञानिकों ने पहले महामारी (SHINEv1) नेविगेट करने के लिए संक्रमणों की सुव्यवस्थित हाइलाइटिंग विकसित की, एक नैदानिक ​​​​परख जिसमें न्यूक्लिक एसिड निष्कर्षण या कस्टम उपकरण की आवश्यकता नहीं थी। हालाँकि, SHINEv1 की कुछ सीमाएँ थीं, जैसे कि बार-बार गर्म करने के चरण और कोल्ड स्टोरेज की आवश्यकता वाले अभिकर्मक मिश्रण की आवश्यकता होती है। SHINEv2 SHINEv1 का एक उन्नत संस्करण है और SARS-CoV-2 VOCs का पता लगाने के लिए एक तेज़, उपयोगकर्ता के अनुकूल और व्यापक रूप से परिनियोजित करने योग्य तकनीक है।

नैदानिक ​​नमूनों पर SHINEv2 का प्रदर्शन।  ए, SHINEv2, BinaxNow, CareStart और RT-qPCR का उपयोग करके साइड-बाय-साइड नैदानिक ​​​​नमूना परीक्षण की योजनाबद्ध।  एनपी, नासोफेरींजल स्वाब।  b, SHINEv2, BinaxNow और CareStart विभिन्न सीटी मानों (CDC EUA N1 RT-qPCR) के साथ क्लिनिकल NP स्वैब नमूनों के सबसेट के लिए परीक्षण के परिणाम।  सी = नियंत्रण बैंड;  टी = परीक्षण बैंड।  कोई एम्पियर नहीं, कोई प्रवर्धन नहीं मिला।  सभी परीक्षण परिणामों के लिए, अनुपूरक चित्र 8-10 देखें।  c, SHINEv2, BinaxNow और CareStart बनाम RT-qPCR का साइड-बाय-साइड क्लिनिकल प्रदर्शन।  डी, वायरल आरएनए एकाग्रता और सीटी मूल्य के सापेक्ष RT-qPCR पॉजिटिव क्लिनिकल नमूनों के लिए SHINEv2, BinaxNow और CareStart परीक्षणों के लिए सकारात्मक और नकारात्मक परीक्षण के परिणाम।

नैदानिक ​​नमूनों पर SHINEv2 का प्रदर्शन। a, SHINEv2, BinaxNow, CareStart और RT-qPCR का उपयोग करके साइड-बाय-साइड क्लिनिकल सैंपल परीक्षण की योजनाबद्ध। एनपी, नासोफेरींजल स्वाब. b, SHINEv2, BinaxNow और CareStart विभिन्न सीटी मानों (CDC EUA N1 RT-qPCR) के साथ क्लिनिकल NP स्वैब नमूनों के सबसेट के लिए परीक्षण के परिणाम। सी = नियंत्रण बैंड; टी = परीक्षण बैंड। कोई एम्पियर नहीं, कोई प्रवर्धन नहीं मिला। सभी परीक्षण परिणामों के लिए, अनुपूरक चित्र 8-10 देखें। c, SHINEv2, BinaxNow और CareStart बनाम RT-qPCR का साथ-साथ नैदानिक ​​प्रदर्शन। डी, वायरल आरएनए एकाग्रता और सीटी मूल्य के सापेक्ष RT-qPCR पॉजिटिव क्लिनिकल नमूनों के लिए SHINEv2, BinaxNow और CareStart परीक्षणों के लिए सकारात्मक और नकारात्मक परीक्षण के परिणाम।

SHINEv2

जैसा कि उल्लेख किया गया है, यह अध्ययन SHINEv2 विकसित करता है, जो SARS-CoV-2 RNA का पता लगाने के लिए व्यापक रूप से तैनात CRISPR-Dx है। यह पिछले तरीकों के विपरीत, सीधे कार्यप्रवाह के साथ बिना निकाले गए नमूनों से वीओसी की पहचान करने में भी सक्षम है। SHINEv2 को कोल्ड चेन और सहायक उपकरण की भी आवश्यकता नहीं है। इसके अलावा, लियोफिलाइजेशन द्वारा परख को काफी सरल किया जाता है, जो परिवहन और भंडारण में भी मदद करता है।

SHINEv2 प्रदर्शन में नुकसान के बिना विदेशों में वितरित होने में सक्षम है। इसके अलावा, परख की उपयोगकर्ता-मित्रता में काफी वृद्धि हुई है क्योंकि यह तकनीक उपकरण-मुक्त है और परिवेश-तापमान नमूना विश्लेषण पद्धति का उपयोग करती है। नतीजतन, SHINEv2 में उपयोगकर्ता से बहुत कम कदम शामिल हैं और संवेदनशीलता में 50 गुना वृद्धि प्रदान करता है। SHINEv2 की एक और मुख्य विशेषता यह है कि यह 200 प्रतियों/μL के हमारे विश्लेषणात्मक LoD से ऊपर RNA स्तरों वाले नमूनों में RT-qPCR के साथ पूरी तरह से संरेखित है। संवेदनशीलता का यह स्तर काफी प्रभावशाली है क्योंकि यह हर संभावित संक्रामक व्यक्ति का पता लगाने में सक्षम हो सकता है, यहां तक ​​​​कि एंटीजन-कैप्चर परीक्षणों से छूटे हुए भी।

SHINEv2 की पहुंच को बढ़ाना।  ए, 90 मिनट के बाद सिंथेटिक डीएनए लक्ष्य पर RNase P SHINEv2 परख की चमक प्रतिदीप्ति;  एनटीसी, कोई लक्ष्य नियंत्रण नहीं।  बी, विभिन्न पॉलीइथाइलीन ग्लाइकॉल (यानी खूंटी) रचनाओं के साथ SHINEv2 का उपयोग करके SARS-CoV-2 RNA का पार्श्व प्रवाह आधारित पता लगाना;  90 मिनट के ऊष्मायन के बाद कमजोर पड़ने के साथ या बिना।  एनटीसी, कोई लक्ष्य नियंत्रण नहीं।  सी, लेटरल फ्लो आधारित SHINEv2 SARS-CoV-2 RNA का एक हीट ब्लॉक में 90 मिनट के ऊष्मायन के बाद या शरीर की गर्मी (अंडरआर्म इनक्यूबेशन) का उपयोग करके पता लगाना।  एनटीसी, कोई लक्ष्य नियंत्रण नहीं।  डी, 37 डिग्री सेल्सियस या 25 डिग्री सेल्सियस पर 90 मिनट के बाद SARS-CoV-2 RNA पर प्रतिदीप्ति चमकें;  एनटीसी, कोई लक्ष्य नियंत्रण नहीं।  d के लिए, केंद्र = माध्य और त्रुटि पट्टियाँ = sd 3 तकनीकी प्रतिकृति के लिए।

SHINEv2 की पहुंच को बढ़ाना। ए, 90 मिनट के बाद सिंथेटिक डीएनए लक्ष्य पर RNase P SHINEv2 परख की चमक प्रतिदीप्ति; एनटीसी, कोई लक्ष्य नियंत्रण नहीं। बी, विभिन्न पॉलीइथाइलीन ग्लाइकॉल (यानी खूंटी) रचनाओं के साथ SHINEv2 का उपयोग करके SARS-CoV-2 RNA का पार्श्व प्रवाह आधारित पता लगाना; 90 मिनट ऊष्मायन के बाद कमजोर पड़ने के साथ या बिना। एनटीसी, कोई लक्ष्य नियंत्रण नहीं। सी, लेटरल फ्लो आधारित SHINEv2 SARS-CoV-2 RNA का एक हीट ब्लॉक में 90 मिनट के ऊष्मायन के बाद या शरीर की गर्मी (अंडरआर्म इनक्यूबेशन) का उपयोग करके पता लगाना। एनटीसी, कोई लक्ष्य नियंत्रण नहीं। डी, 37 डिग्री सेल्सियस या 25 डिग्री सेल्सियस पर 90 मिनट के बाद SARS-CoV-2 RNA पर प्रतिदीप्ति चमकें; एनटीसी, कोई लक्ष्य नियंत्रण नहीं। d के लिए, केंद्र = माध्य और त्रुटि पट्टियाँ = sd 3 तकनीकी प्रतिकृति के लिए।

SHINEv2 पिछले तरीकों की तुलना में एक महत्वपूर्ण सुधार है क्योंकि यह अल्फा, बीटा, गामा और डेल्टा VOCs में कई उत्परिवर्तन की पहचान कर सकता है। यह काफी बहुमुखी भी है क्योंकि यह वर्तमान और भविष्य के प्रकोपों ​​​​में उभरते वायरल वेरिएंट और अन्य वायरस के अनुकूल हो सकता है। इसलिए, SHINEv2 महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान करके सार्वजनिक स्वास्थ्य प्रतिक्रियाओं को सूचित कर सकता है।

SHINEv2 का उपयोग अत्यधिक प्रभावित समुदायों में परीक्षण और वैक्सीन रोलआउट को प्राथमिकता देने के लिए भी किया जा सकता है। यह डॉक्टरों को गंभीर COVID-19 रोगियों के लिए सही उपचार चुनने में भी मदद कर सकता है। कुल मिलाकर, वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि SHINEv2 सामुदायिक निगरानी परीक्षण के लिए अत्यंत मूल्यवान होगा। इस तकनीक की उपयोगकर्ता के अनुकूल और उपकरण मुक्त प्रकृति इसे विशेष रूप से आकर्षक बनाती है।

निष्कर्ष

हालांकि SHINEv2 SHINEv1 पर एक महत्वपूर्ण सुधार है, घरेलू सेटिंग्स सहित किसी भी स्थान पर CRISPR-आधारित नैदानिक ​​परीक्षण के लिए अधिक शोध और प्रगति की आवश्यकता है। आदर्श रूप से, इस तरह के परीक्षण के लिए किसी विशेष उपकरण की आवश्यकता नहीं होगी और एक तेज़ और सटीक दृश्य रीडआउट प्रदान करने के लिए कुछ सरल, परिवेश तापमान कदम शामिल होंगे। वर्तमान न्यूक्लिक एसिड डायग्नोस्टिक्स उपरोक्त सभी मानदंडों को एक साथ पूरा नहीं करते हैं।

नमूना प्रसंस्करण, न्यूक्लिक एसिड प्रवर्धन, और सीआरआईएसपीआर-आधारित पहचान को एक एकल, परिवेश-तापमान प्रतिक्रिया में जोड़कर तरल हैंडलिंग चरणों को कम किया जा सकता है। इसके अलावा, परख को सरल बनाया जा सकता है, और समाधान-आधारित वर्णमिति रीडआउट को शामिल करके संदूषण के जोखिम को कम किया जा सकता है। परिवेश के तापमान पर SHINEv2 के प्रदर्शन को बढ़ावा देने के लिए अतिरिक्त सुधार की आवश्यकता होगी और सहायक प्रोटीन को जोड़ने से यह बदलाव आ सकता है।

सामूहिक रूप से, ये सुधार वर्तमान और भविष्य की महामारियों के खिलाफ लड़ाई में एक महत्वपूर्ण उपकरण प्रदान कर सकते हैं। परख जटिलता को कम करके और परीक्षण वितरण को सरल बनाकर, शोधकर्ताओं ने एक व्यवहार्य नैदानिक ​​उपकरण विकसित करने की दिशा में कदम उठाए हैं।

*महत्वपूर्ण सूचना

मेडरेक्सिव प्रारंभिक वैज्ञानिक रिपोर्ट प्रकाशित करता है जिनकी सहकर्मी-समीक्षा नहीं की जाती है और इसलिए, उन्हें निर्णायक नहीं माना जाना चाहिए, नैदानिक ​​​​अभ्यास / स्वास्थ्य संबंधी व्यवहार का मार्गदर्शन करना चाहिए, या स्थापित जानकारी के रूप में माना जाना चाहिए।

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