একটি শিশি, দুটি লক্ষ্য: ১০০% সংবেদনশীলতার সাথে পোর্টেবল CRISPR-ভিত্তিক যক্ষ্মা রোগ নির্ণয়

জটিল যন্ত্রপাতি ছাড়াই সরাসরি থুতনি থেকে বহনযোগ্য যক্ষ্মা পরীক্ষা করা সম্ভব এমন একটি পোর্টেবল যক্ষ্মা পরীক্ষা সম্পর্কে একটি গবেষণাপত্র সায়েন্স অ্যাডভান্সেস- এ প্রকাশিত হয়েছে। আইসোথার্মাল ডিএনএ অ্যামপ্লিফিকেশন এবং সিআরআইএসপিআর রিডিং একটি একক টেস্ট টিউবে একত্রিত করা হয়; দুটি রক্ষণশীল এম. টিউবারকুলোসিস ইনসার্টেশন (IS6110 এবং IS1081) একসাথে পরীক্ষা করা হয়, এবং অভ্যন্তরীণ নমুনা নিয়ন্ত্রণ হিসাবে একটি মানব জিনও পরীক্ষা করা হয়। ক্লিনিকাল নমুনার উপর একটি ছোট "অন্ধ" পরীক্ষায়, পরীক্ষাটি কালচারের তুলনায় 100% সংবেদনশীলতা (6/6) এবং 100% নির্দিষ্টতা (7/7) দিয়েছে; সিমুলেটেড থুতনিতে সনাক্তকরণের সীমা ~69–81 CFU/ml। ফলাফলটি একটি কাগজের পরীক্ষার স্ট্রিপে দেখা যায় এবং রিএজেন্টগুলি লাইওফিলাইজড হয় ("কোল্ড চেইন" ছাড়াই সংরক্ষণ করা হয়)।

পটভূমি

WHO-এর মতে, ২০২৩ সালে যক্ষ্মা প্রায় ১২.৫ মিলিয়ন মানুষকে হত্যা করবে; যক্ষ্মা আবারও মৃত্যুর প্রধান সংক্রামক কারণ হয়ে উঠেছে, আনুমানিক ১০.৮ মিলিয়ন কেস সহ। এটি সহজলভ্য এবং দ্রুত রোগ নির্ণয়কে গুরুত্বপূর্ণ করে তোলে, বিশেষ করে সীমিত সম্পদের ক্ষেত্রে।

• বর্তমান পরীক্ষাগুলি নির্ভুলতা, গতি এবং দামের মধ্যে একটি আপস । "গোল্ড স্ট্যান্ডার্ড" সংস্কৃতি খুবই নির্ভুল কিন্তু ধীর; মাইক্রোস্কোপি দ্রুত কিন্তু অসংবেদনশীল; Xpert MTB/RIF Ultra এর মতো PCR প্ল্যাটফর্মগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি সংবেদনশীল (LOD ≈ 15.6 CFU/ml), তবে ব্যয়বহুল সরঞ্জাম এবং কার্তুজের প্রয়োজন হয়, যা কভারেজ সীমিত করে।
• কেন আইসোথার্মাল এবং CRISPR । আইসোথার্মাল RPA পরিবর্ধন 37–42 °C তাপমাত্রায় কাজ করে এবং তাপীয় সাইক্লারের প্রয়োজন হয় না — যা "ক্ষেত্রে" সুবিধাজনক। CRISPR রিডিং (Cas12/13) প্রজাতির নির্দিষ্টতা যোগ করে এবং জটিল অপটিক্স ছাড়াই ভিজ্যুয়াল পার্শ্বীয় প্রবাহ ("স্ট্রিপ") অনুমোদন করে। মোট কথা, এটি পোর্টেবল এবং সস্তা PVR পরীক্ষার পথ।
• কেন একসাথে দুটি MBT টার্গেট (IS6110 + IS1081)। IS6110 হলM. টিউবারকুলোসিস কমপ্লেক্সের একটি মাল্টিকপি ইনসার্ট, কিন্তু কিছু লাইনে খুব কম কপি থাকে এবং শুধুমাত্র IS6110 এর জন্য পরীক্ষা "অনুপস্থিত" হতে পারে। দ্বিতীয় IS1081 ইনসার্ট যোগ করলে মিথ্যা-নেতিবাচক ফলাফলের ঝুঁকি কমে।
• কেন অভ্যন্তরীণ মানুষের নিয়ন্ত্রণ । শ্বাস-প্রশ্বাসের নমুনায় ইনহিবিটর এবং "খারাপ" নমুনা থাকতে পারে। এন্ডোজেনাস মানুষের নিয়ন্ত্রণ (যেমন RNase P/জিনোমিক DNA) নিশ্চিত করে যে উপাদানটি পর্যাপ্ত এবং প্রতিক্রিয়া দমন করা হয়নি - অন্যথায় ফলাফলকে নেতিবাচক হিসাবে বিবেচনা করা যাবে না।
• এক-পট ফর্ম্যাট নিজেই গুরুত্বপূর্ণ । এটি ধাপ কমায়, দূষণের ঝুঁকি কমায় এবং ল্যাবের বাইরে কাজ সহজতর করে। টিবির জন্য এই ধরনের পদ্ধতি ইতিমধ্যেই কার্যকরতা দেখিয়েছে; নতুন কাজটি ধারণাটিকে অভ্যন্তরীণ নিয়ন্ত্রণ সহ একটি দ্বৈত-লক্ষ্য বিন্যাসে প্রসারিত করে, এবং রিএজেন্টের লাইওফিলাইজেশন এবং একটি স্ট্রিপ রিডার প্রদর্শন করে।
• বর্তমান প্রবন্ধটির মূল্য কত? লেখকরা সবচেয়ে সরলীকৃত নমুনা প্রস্তুতির পরে সরাসরি থুতনি থেকে সনাক্তকরণ, সিমুলেটেড থুতনিতে ~70-80 CFU/ml সনাক্তকরণ সীমা এবং ক্লিনিকাল নমুনার একটি ছোট ব্লাইন্ড সেটে 100% সংবেদনশীলতা/নির্দিষ্টতা প্রদর্শন করেছেন - আরও বহুকেন্দ্রিক যাচাইয়ের জন্য একটি ভাল "প্রযুক্তিগত ডেমো"।

এটা কিভাবে কাজ করে?

• বিজ্ঞানীরা RPA (৩৭ ডিগ্রি সেলসিয়াসে জেনেটিক উপাদানের দ্রুত আইসোথার্মাল অ্যামপ্লিফিকেশন) কে "কাটিং" এনজাইম Cas13a/Cas12a এর সাথে একত্রিত করেছেন। গাইড RNA নির্বাচন করার পর, তারা সিস্টেমটিকে একই সাথে দুটি MBT লক্ষ্যবস্তুকে লক্ষ্য করার জন্য কনফিগার করেছেন, এবং মানুষের DNA এর সমান্তরালে (নমুনায় আদৌ কোনও উপাদান আছে কিনা এবং বিক্রিয়া "স্থবির" হয়নি কিনা তা পরীক্ষা করে)।
• সমস্ত রসায়ন একটি টেস্ট টিউবে যায়; ইনকিউবেশনের পরে, ফলাফলটি হয় ফ্লুরোমিটার দিয়ে অথবা একটি পার্শ্বীয় প্রবাহ স্ট্রিপে পড়া হয় - মূলত একটি এক্সপ্রেস পরীক্ষার মতো।
• থুতু প্রক্রিয়াকরণকে উত্তাপ এবং একটি সংক্ষিপ্ত সেন্ট্রিফিউজের মাধ্যমে সহজ করা হয়েছে—নিউক্লিক অ্যাসিড এক্সট্র্যাক্টর ছাড়াই। সবচেয়ে সীমিত অবস্থার জন্য, লেখকরা এমনকি সেন্ট্রিফিউজের ম্যানুয়াল বিকল্পগুলি নিয়েও আলোচনা করেছেন।

পরীক্ষাগুলি কী দেখিয়েছে

• সনাক্তকরণ সীমা: "স্পাইক" থুতুতে 69.0 CFU/ml (স্ট্রেন H37Rv) এবং 80.5 CFU/ml (BCG)। অন্যান্য ব্যাকটেরিয়া/ছত্রাকের সাথে কোনও ক্রস-প্রতিক্রিয়া সনাক্ত করা যায়নি।
• ক্লিনিক্যাল সেটিং (অন্ধ নমুনা): বাস্তব অনুশীলন থেকে প্রাপ্ত ১৩টি নমুনায় - বীজ বপনের তুলনায় ১০০% সংবেদনশীলতা (৬/৬) এবং ১০০% নির্দিষ্টতা (৭/৭)। তুলনার জন্য, একই কিটে GeneXpert Ultra যথাক্রমে ১০০%/৮৬% দেখিয়েছে।
• কারিগরি সূক্ষ্মতা: দুটি পঠন বিকল্পের মধ্যে, Cas13a আরও ভালো কাজ করেছে ("এক-পট" ফর্ম্যাটের জন্য, এটি Cas12a এর চেয়ে বেশি সংবেদনশীল)। এছাড়াও, দুটি Mtb টার্গেটের সমান্তরাল পরীক্ষা মিথ্যা ফলাফলের ঝুঁকি হ্রাস করে।

এটা কেন প্রয়োজন?

আজকের পরীক্ষাগুলি নির্ভুলতা, গতি এবং প্রাপ্যতার মধ্যে একটি আপস: কালচার খুবই নির্ভুল কিন্তু ধীর; সোয়াবগুলি দ্রুত কিন্তু ভুল; GeneXpert এর মতো PCR সিস্টেমগুলি নির্ভুল এবং দ্রুত কিন্তু ব্যয়বহুল যন্ত্র এবং কার্তুজের প্রয়োজন। নতুন CRISPR পদ্ধতির লক্ষ্য হল এই ব্যবধান পূরণ করা: ফিল্ড ডায়াগনস্টিকস যা 37°C তাপমাত্রায় কাজ করে, কাগজের স্ট্রিপ রিডিং সহ, এবং রেফ্রিজারেশন ছাড়াই রিএজেন্ট সংরক্ষণের সম্ভাবনা।

সীমাবদ্ধতা এবং পরবর্তী কী

এটি একটি ছোট ক্লিনিকাল সেটের উপর একটি প্রাথমিক প্রদর্শন - বৃহৎ, বহু-কেন্দ্রিক পরীক্ষা প্রয়োজন (শিশুদের মধ্যে এইচআইভি সহ-সংক্রমণ সহ, প্যাসিব্যাসিলারি ফর্ম এবং বিভিন্ন এমবিটি লাইন সহ)। লেখকরা আলাদাভাবে উল্লেখ করেছেন যে "ক্ষেত্র" সংস্করণে, ট্যাবলেটপ সেন্ট্রিফিউজটিকে সম্পূর্ণ ম্যানুয়াল সমাধান দিয়ে প্রতিস্থাপন করতে হবে। কিন্তু স্থাপত্য নিজেই - "দুটি লক্ষ্য + একটি টেস্ট টিউবে অভ্যন্তরীণ নিয়ন্ত্রণ" - ইতিমধ্যেই তার কার্যকারিতা প্রমাণ করেছে এবং ব্যাপক ব্যবহারের জন্য পরিমার্জনের একটি স্পষ্ট পথ প্রদান করে।

উৎস: আলেকজান্দ্রা জি. বেল এবং অন্যান্যরা। থুতনি থেকে সরাসরি যক্ষ্মা সনাক্তকরণের জন্য একটি সুবিন্যস্ত CRISPR-ভিত্তিক পরীক্ষা, সায়েন্স অ্যাডভান্সেস, অনলাইন ৬ আগস্ট, ২০২৫ (খণ্ড ১১, সংখ্যা ৩২)। DOI: 10.1126/sciadv.adx206