Neuer CRISPR-Test erkennt Tuberkulose im Auswurf mit 100-prozentiger Genauigkeit
Forscher der Princeton University haben einen neuen Diagnosetest namens SHINE-TB entwickelt, der Tuberkulose mit 100-prozentiger Sensitivität und Spezifität direkt im Sputum nachweist. Die Technologie nutzt das CRISPR-System und funktioniert in einem einzigen, einfachen Gefäß bei 37 °C, ohne dass spezielle Geräte erforderlich sind. Die in Science Advances veröffentlichte Studie zeigt, dass der Test die WHO-Kriterien für die Diagnose von Tuberkulose in ressourcenarmen Umgebungen erfüllt.
Tuberkulose, verursacht durch Mycobacterium tuberculosis, ist nach wie vor eine der schwerwiegendsten Infektionskrankheiten weltweit. Obwohl wirksame Therapien existieren, bleibt die Diagnose eine Herausforderung. Kulturmethoden sind hochempfindlich, aber langsam, die Sputummikroskopie ist schnell, aber ungenau, und PCR-Tests erfordern teure Geräte und Einwegkartuschen. In vielen ressourcenarmen Ländern mangelt es noch immer an wirksamen Instrumenten zum Nachweis von Infektionen.
Der neue SHINE-TB- Test kombiniert die Rekombinase-Polymerase-Amplifikation mit dem CRISPR-System (Cas13a und Cas12a) und ermöglicht so den parallelen Nachweis zweier konservierter Sequenzen von Tuberkulosebakterien – IS6110 und IS1081 – und menschlicher DNA als interne Kontrolle.
Die klinische Studie umfasste 13 Sputumproben von erwachsenen Patienten mit Tuberkulosesymptomen. Die Ergebnisse waren eindeutig: 100 % Sensitivität (6/6) und 100 % Spezifität (7/7) im Vergleich zum Goldstandard, der Bakterienkultur. Im Vergleich dazu erreichte GeneXpert Ultra im gleichen Probensatz eine Sensitivität von 100 %, aber nur eine Spezifität von 86 %.
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Der Test wird bei 37 °C durchgeführt und liefert Ergebnisse in einem einzigen Gefäß, ohne dass komplexe Laborgeräte erforderlich sind. Die Messungen können auf einem einfachen Papierstreifen durchgeführt werden, und dank der Gefriertrocknung können die Testkits ohne Kühlung gelagert und transportiert werden.
Die Nachweisgrenze lag bei 69 KBE/ml für den Stamm M. tuberculosis H37Rv und bei 80,5 KBE/ml für M. bovis BCG, ohne dass Kreuzreaktionen mit anderen Bakterien oder Pilzen auftraten.
Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) legt Mindestparameter für patientennahe Tuberkulose-Diagnosetests fest: Sensitivität ≥ 85 % und ≥ 90 % für Tests mit geringer Komplexität. SHINE-TB erfüllt diese Kriterien nicht nur, sondern übertrifft sie sogar und erreicht eine mit Labormethoden vergleichbare Leistung.
Wie die Studienautoren betonen, kann die neue Technologie den Diagnoseprozess deutlich beschleunigen:
„SHINE-TB rationalisiert die Tuberkulosediagnose von der Probenentnahme bis zum Ergebnis, indem es Amplifikation und Nachweis in einem vereint.“
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