Nieuws

CRISPR herkent malariaparasieten

Arjen Dijkgraaf | maandag 28 september 2020

Met CRISPR kun je een extreem gevoelige instant-malaria-sneltest maken die zelfs bij asymptomatische patiënten de vier belangrijkste malariaparasieten aantoont én uit elkaar houdt. Een uitkomst voor gebieden waar laboratoria schaars zijn, melden onderzoekers uit Massachusetts in PNAS.

James Collins en collega’s van het MIT en het Wyss Institute gaan daarbij uit van de Sherlock-techniek, die ze eerder samen met Feng Zhang van het Broad Institute ontwikkelden. Sherlock (voluit specific high-sensitivity enzymatic reporter unlocking) werkt met Cas-enzymen die, als ze hun specifieke doelsequentie eenmaal hebben gevonden, wild om zich heen gaan knippen. Dat laatste maak je zichtbaar met synthetische DNA- of RNA-strengen waaraan markers hangen, die actief worden zodra Cas ze van de streng knipt.

In principe kun je hier elke sequentie mee opsporen die je wilt. Zo lopen proeven om COVID-19 veel sneller te detecteren dan met de huidige labtests mogelijk is. Die test werkt met Cas13, dat RNA knipt.

De malariatest werkt met de DNA-knipper Cas12a. Dat DNA isoleer je uit je bloedmonster met een basale voorbewerkingsset genaamd S-PREP (Sherlock parasite rapid extraction protocol) die er tien minuten over doet. De feitelijke Sherlock-procedure neemt daarna een uur in beslag.

Het resultaat kun je zichtbaar maken met een variant op de standaard-zwangerschapstest. Daartoe geef je je synthetische marker-DNA een vorm van fluoresceïne (FAM) mee, die kan binden aan nanogouddeeltjes. Aan het andere uiteinde zit biotine. Knipt Cas13 dat er niet af, dan strandt de combinatie bij het eerste teststreepje dat biotine-bindend streptavidine bevat. Is Cas13 wel aan het knippen geweest, dan zijn er ook gouddeeltjes die het tweede streepje bereiken.

De test is zo gevoelig dat de auteurs waarschuwen dat hij kan reageren op DNA-restanten die klinisch niet meer relevant zijn omdat de patiënt al succesvol is behandeld. In elk geval pikt hij er mensen uit met voldoende parasieten in hun bloed om malaria over te dragen, maar te weinig om er zelf last van te hebben. Bovendien kun je kiezen voor detectie van een DNA-sequentie die slechts in één van de vier parasieten Plasmodium falciparum, P. vivax, P. ovale en P. malariae voorkomt. Voor een optimale behandeling maakt het nogal wat uit met welke je te maken hebt, en tot nu toe kon je het verschil alleen zien door een bloedmonster onder de microscoop te leggen.

Lee, R.A. et al. (2020) PNAS