Um aumento acentuado em novos casos Covid-19 em vários estados dos EUA colocou a questão dos testes de diagnóstico de volta às manchetes. Alguns atribuíram inicialmente o aumento (ou grande parte dele) a testes cada vez melhores, mas como o número de novos casos foi montado, houve relatos de longas filas nos locais de teste, uma escassez de testes em alguns locais e longas esperas pelos resultados. De fato, uma grande lacuna em Capacidade geral de teste Permanece-pontos de atendimento ou no local, testes que dizem às pessoas com rapidez e precisão se elas foram infectadas.
Testes rápidos de ponto de atendimento, que não precisam ser enviados para um laboratório para processamento, são uma parte crítica do quebra-cabeça de teste maior.
Como escrevemos anteriormente, o Capacidade de diagnosticar com precisão a doença é um pré -requisito para tratar e, finalmente, superá -lo. Mesmo uma vez que a pandemia atingiu o pico, o A necessidade de teste continuará Como governos e empresas, procuram restabelecer a confiança do público e trazer as pessoas de volta ao trabalho com segurança. Os testes rápidos de ponto de atendimento, que não precisam ser enviados para um laboratório para processamento, são uma parte crítica do quebra-cabeça de teste maior. Esse tipo de teste é essencial para combater a disseminação de Covid-19 (ou qualquer doença transmissível) até que uma cura ou vacina seja desenvolvida e reinicie a vida social e econômica. Testes de ponto de atendimento rápidos e precisos podem, por exemplo, ser o que é necessário para acelerar com segurança o Recuperação da indústria aérea Enquanto o mundo aguarda uma vacina eficaz. Nos últimos anos, o CRISPR (agrupado regularmente intercalou repetições palindrômicas curtas), que permite a edição genômica de precisão e fornece uma ferramenta de biologia molecular e uma plataforma de desenvolvimento de medicamentos, foi anunciada como uma das inovações mais importantes em biologia. Em 2015,
Enter CRISPR
Technology may provide an answer. In recent years, CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats), which enables precision genomic editing and provides a molecular biology tool and drug development platform, has been heralded as one of the most important innovations in biology. In 2015, Ciênciamagazine proclaimed CRISPR to be the “Breakthrough of the Year.” Several companies have begun using CRISPR in diagnostics that enable rapid point-of-care testing. While current attention is on COVID-19, the technology can be used in multiple fields, such as oncology, infectious diseases, and even agriculture.
CRISPR tests in development have reportedly taken less than one hour to produce results—approximately four times faster than the commonly used real-time reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR). RT-PCR is currently the gold standard for detecting not only SARS-CoV-2 but also many other viral diseases, including HIV/AIDS, influenza, and hepatitis C. But RT-PCR tests require expensive laboratory instrumentation at a centralized facility and highly skilled personnel. Results can take days. During the wait time, the patient may not receive the appropriate standard of care and may be at risk of infecting others.
CRISPR diagnostic kits are being designed to be administered and deliver results where the individual is.
Por outro lado, os kits de diagnóstico do CRISPR estão sendo projetados para serem administrados e fornecer resultados onde o indivíduo está - em uma clínica ou farmácia de atenção primária, por exemplo, ou mesmo potencialmente em ambientes como aeroportos, edifícios de escritórios e casas. As abordagens baseadas em CRISPR também geram menos resultados falsos positivos, aumentando a especificidade do diagnóstico de amplificação isotérmica mediada por loop (LAMP), que estão sendo cada vez mais adotados, pois muitos países tentam ampliar os programas de diagnóstico de covid. Normalmente, o Cas9 é usado para edição de genes. Alterne Cas9 para Cas12a ou Cas13, e o CRISPR se torna uma ferramenta de diagnóstico programável para detectar a presença de um ácido nucleico alvo. Uma vez que o complexo de enzimas de RNA-CAS guia reconhece e se liga à sequência de interesse, a enzima CAS é ativada para clocar moléculas de repórter circundantes, liberando uma mudança de cor para indicar a presença do patógeno. O National Institutes of Health lançou a iniciativa rápida aceleração de diagnóstico (RADX) com um investimento de US $ 1,5 bilhão para acelerar o desenvolvimento de um diagnóstico de ponto de atendimento CoVID-19 rápido e acessível. Em 6 de maio, o FDA concedeu uma autorização de uso de emergência à Sherlock Biosciences para seu kit CRISPR SARS-COV-2, a primeira vez que qualquer tecnologia CRISPR recebe aprovação regulatória para o uso do paciente. Enquanto o kit Sherlock atualmente exige um leitor de microplacas fluorescentes de mesa e, portanto, um ambiente de laboratório, a empresa está trabalhando em uma leitura de fluxo lateral, semelhante a um teste de gravidez em casa, que seria mais fácil de implantar e escalar. Outra empresa sediada na CRISPR, Mammoth Biosciences, anunciou uma parceria com a GSK para lançar testes em ambientes clínicos e hospitalares até o final do ano, com testes caseiros potencialmente a seguir.
The CRISPR system includes two components: a guide RNA and a Cas enzyme (an important protein in immunological defense against certain bacteria). Typically, Cas9 is used for gene editing. Switch out Cas9 for Cas12a or Cas13, and CRISPR becomes a programmable diagnostic tool for detecting the presence of a target nucleic acid. Once the guide RNA-Cas enzyme complex recognizes and binds to the sequence of interest, the Cas enzyme is activated to cleave surrounding reporter molecules, releasing a color change to indicate the presence of the pathogen.
Interest and Challenges
Point-of-care tests, including CRISPR-based diagnostics, are receiving plenty of support. The National Institutes of Health has launched the Rapid Acceleration of Diagnostics (RADx) initiative with a $1.5 billion investment to speed up the development of a quick and accessible COVID-19 point-of-care diagnostic. On May 6, the FDA granted an Emergency Use Authorization to Sherlock BioSciences for its CRISPR SARS-CoV-2 kit, the first time any CRISPR technology has received regulatory approval for patient use. While the Sherlock kit currently requires a tabletop fluorescent microplate reader, and therefore a laboratory setting, the company is reportedly working on a lateral flow readout, similar to a home pregnancy test, which would be easier to deploy and scale. Another CRISPR-based company, Mammoth Biosciences, has announced a partnership with GSK to roll out tests in clinic and hospital settings by the end of the year, with home-based tests potentially to follow.
Apesar da promessa, os diagnósticos do CRISPR devem navegar por vários desafios, a maioria dos quais é comum a outros diagnósticos do ponto de atendimento, antes que os testes descentralizados se tornem amplamente disponíveis. As empresas precisarão fabricar kits em volume alto o suficiente para realizar as economias de escala necessárias para um teste acessível. Novos canais de distribuição podem precisar ser estabelecidos para testar os consumidores em laboratórios locais, escritórios, clínicas rurais, residências e outras configurações - potencialmente um desafio para os players em exercício que são usados para processar amostras em uma instalação centralizada. Normalmente, os testes no ponto de atendimento têm um custo mais alto por teste devido ao aumento da complexidade da fabricação e à perda de automação comum em um ambiente de laboratório. Por exemplo, o custo médio de um teste de ponto de atendimento influenza é estimado em duas a cinco vezes o de um teste de RT-PCR processado em um laboratório centralizado.
Developers also must navigate cost issues and the complexities of the reimbursement landscape. Typically, point-of-care tests have a higher per-test cost because of increased manufacturing complexity and the loss of automation common in a lab setting. For example, the average cost of an influenza point-of-care test is estimated to be two to five times that of a RT-PCR test processed in a centralized lab.
CRISPR’s cost disadvantage may be offset by improved convenience and health outcomes.
Enquanto esperamos que a economia seja semelhante para diagnósticos de ponto de atendimento baseado em CRISPR, essa desvantagem de custo pode ser compensada por melhores resultados de conveniência e saúde. No caso de doenças infecciosas, os resultados imediatos dos testes podem permitir o início mais rápido do tratamento e evitar infecções adicionais - com benefícios de custo significativos. Os desenvolvedores de teste precisarão trabalhar em estreita colaboração com as companhias de seguros para quantificar a relação custo-benefício de sua abordagem e garantir acesso e reembolso. A Covid-19 já demonstrou muitas das deficiências associadas aos testes centralizados e está acelerando uma tendência para a descentralização do teste para doenças infecciosas. As startups e os jogadores de diagnóstico estabelecidos são capazes de navegar nos obstáculos técnicos, regulatórios, de fabricação, distribuição e reembolso devem ser capazes de capitalizar o futuro. Laura Furmanski
Even with the potential hurdles, we believe that nearer-to-patient decentralized testing will play an important role in the diagnostic market going forward. COVID-19 has already demonstrated many of the shortcomings associated with centralized testing and is accelerating a trend toward decentralization of testing for infectious diseases. The startups and established diagnostic players that are able to navigate the technical, regulatory, manufacturing, distribution, and reimbursement hurdles should be able to capitalize going forward.
