Ein Forschungsteam aus den USA hat einen innovativen CRISPR-basierten Point-of-Care-Test entwickelt, der Tuberkulose (TB) schnell und ohne teure Geräte aus Speichelproben diagnostizieren kann. Die Studie, veröffentlicht in Science Advances, beschreibt den Test namens SHINE-TB, der speziell für den Einsatz in ressourcenarmen Regionen konzipiert wurde, wo einfache und erschwingliche Diagnosemethoden dringend benötigt werden.
SHINE-TB kombiniert eine effiziente Probenverarbeitung mit einem optimierten CRISPR-Cas13a/Cas12a-Assay, um zwei konservierte Elemente des Tuberkulose-Erregers Mycobacterium tuberculosis (Mtb), IS6110 und IS1081, nachzuweisen. Der Test ist der erste, der Rekombinase-Polymerase-Amplifikation (RPA) und Detektion in einem einzigen Reaktionsschritt vereint und zudem mit Lateral-Flow-Techniken sowie Lyophilisierung kompatibel ist. Dies ermöglicht eine einfache Handhabung und Lagerung, ohne dass aufwendige Kühlketten erforderlich sind.
Herkömmliche Diagnosemethoden wie Kulturtests, Sputum-Mikroskopie oder Polymerase-Kettenreaktion (PCR) sind oft durch Kompromisse bei Sensitivität, Geschwindigkeit oder die Notwendigkeit spezieller Ausrüstung eingeschränkt. Der neue Test nutzt die hohe Spezifität und Kollateralschnitt-Aktivität von CRISPR-Proteinen wie Cas12 und Cas13 in Kombination mit isothermaler Amplifikation, um eine zugängliche und präzise Diagnose zu gewährleisten. SHINE-TB besteht aus zwei parallelen Reaktionen, die RPA, in-vitro-Transkription und Detektion integrieren, einschließlich eines Cas13a-Assays für Mtb und eines Cas12a-Assays für menschliche DNA als interne Kontrolle.
Der Test benötigt lediglich 100 Mikroliter Sputum pro Extraktion und etwa 2 Mikroliter pro Reaktion. In Tests mit künstlich kontaminierten Sputumproben zeigte SHINE-TB eine Nachweisgrenze von 69,0 CFU/ml für Mtb H37Rv und 80,5 CFU/ml für Mycobacterium bovis BCG, ohne Kreuzreaktivität mit anderen Bakterien oder Pilzen. In einer kleinen Stichprobe von 13 Sputumproben mit positivem Ausstrich erreichte der Test eine Spezifität und Sensitivität von 100 Prozent im Vergleich zu Kulturtests. Damit erfüllt SHINE-TB die Zielvorgaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) für Point-of-Care-Tests (mindestens 85 % Sensitivität) und Tests niedriger Komplexität (mindestens 90 % Sensitivität).
Die Forscher betonen, dass SHINE-TB eine Leistung vergleichbar mit etablierten Goldstandard-Methoden bietet, jedoch mit geringeren Kosten und ohne die Notwendigkeit spezialisierter Ausrüstung. Dies macht den Test besonders geeignet für den Einsatz in Regionen mit hoher TB-Belastung und begrenzten Ressourcen.
