Новый тест на SARS-CoV-2 на основе системы CRISPR/Cas обещает достоверный результат уже за пять минут. При этом он определяет даже десятки копий вирусной РНК в микролитре образца и дает не только количественный, но и качественный ответ. Чтобы добиться такого результата, ученые использовали комплект из нескольких направляющих РНК вместо одной, а в качестве детектора сигнала приспособила камеру смартфона.

Результаты работы предварительно опубликованы на портале нерецензированных манускриптов medRxiv.

Несмотря на то, что первые тесты на SARS-CoV-2 появились в считанные недели после начала эпидемии, вовремя выявить зараженных людей до сих пор сложно. Проблема в том, что тесты должны быть массовыми и быстрыми, поскольку часть людей, которые могут быть заразны, не имеют симптомов или разовьют их только через несколько дней, а концентрация вируса в их слюне часто уже не отличается от таковой у больных COVID-19.

Самый распространенный способ поймать вирус в мазке мокроты — ПЦР (полимеразная цепная реакция) в реальном времени. Принцип ее работы состоит в том, что набор ферментов копирует каждую молекулу вирусной РНК и помечает ее флуоресцентным красителем — и так происходит до тех пор, пока световой сигнал не станет достаточно сильным, чтобы его распознал прибор.

Метод ПЦР популярен в основном за счет своей чувствительности — он позволяет «увидеть» одну-единственную копию РНК в микролитре образца. Но у него есть свои недостатки: тест занимает от нескольких десятков минут до нескольких часов, что с учетом логистических трудностей превращается по меньшей мере в сутки ожидания результата, за которые бессимптомный носитель успевает распространить инфекцию дальше.

Поэтому возник запрос на более быстрые тесты, которые не обязательно должны быть настолько чувствительными: по данным клинических исследований, при концентрации РНК ниже тысячи копий на микролитр количество вирусных частиц в мазке уже не настолько существенно и не представляет большой опасности.

Одним из альтернативных методов, который мог бы позволить ускорить тестирование, стала система CRISPR/Cas (та самая, за которую недавно присудили Нобелевскую премию по химии). Для поиска SARS-CoV-2 эту систему приспособили еще весной, и работало это примерно так: из мазка пациента быстро экстрагируют РНК и несколько раз копируют целиком. Затем добавляют направляющую РНК, комплементарную к последовательностям вируса. Эта РНК связывается с вирусным геномом и активирует фермент группы Cas, который начинает резать вирусную РНК — а заодно и все молекулы одноцепочечной РНК, с которыми встречается. Если добавить в раствор молекулу РНК, связанную с красителем, то при расщеплении он будет высвобождаться и подавать цветовой сигнал о том, что вирус в пробе обнаружен.

Вся эта процедура занимала около часа — что уже быстрее, чем ПЦР в реальном времени, но еще недостаточно быстро для массовых тестирований, а главное — требует сложного оборудования и реагентов.

Поэтому группа ученых из Калифорнийского университета под руководством нобелевского лауреата Дженнифер Дудны (Jennifer Doudna) занялась разработкой еще более быстрого и просто теста на SARS-CoV-2.