University of North Carolina ve Tulane Üniversitesi’nden araştırmacılar, nontuberculous mycobacteria (NTM) tespiti için CRISPR tabanlı yeni bir yöntem geliştirdi.
Yeni Yöntem ve Destekleyici Araştırmalar
UNC ve Tulane Üniversitesi’nden oluşan çok disiplinli bir ekip, bakteriyel genomik, klinik mikrobiyoloji ve CRISPR tabanlı tanı teknolojisini bir araya getirerek NTM’lerin tespitinde yenilikçi bir yaklaşım geliştirdi. Bu çalışma, Science Translational Medicine dergisinde kapak makalesi olarak yayımlandı ve gelişiminin sürdürülmesi için beş yıllık bir R01 hibe desteği aldı.
NTM’nin Önemi ve Tanı Süreci
NTM, çevrede bulunan ve insan hastalığına neden olabilen çok çeşitli bakterileri içermektedir. Farklı NTM türleri, patojenite, tedavi yanıtı ve klinik önem açısından önemli farklılıklar gösterebilmektedir. Bu nedenle, hangi organizmanın bulunduğunu doğru bir şekilde belirlemek, hasta yönetiminde kritik bir ilk adımdır. NTM tanısında önemli bir soru, hangi NTM organizmalarının ayırt edilmesi gerektiği ve bu organizmaları güvenilir bir şekilde tanımlayan genetik bölgelerin neler olduğudur.
Klinik Kapsam ve Tanı Paneli Geliştirme
Dr. Qingyun Liu’nun genetik departmanındaki laboratuvar, UNC Klinik Mikrobiyoloji Laboratuvarı’nın direktörü Dr. Melissa B. Miller ile birlikte çalışarak, UNC Sağlık sistemi genelindeki yedi yıllık tanı kayıtlarını inceledi. Bu inceleme sonucunda, tanı panelinde yer alması gereken organizmalar belirlendi ve 15 klinik açıdan önemli Mycobacterium türünü kapsayan bir panel oluşturuldu. Dr. Miller, “Tür düzeyinde tanımlama, NTM’de kritik öneme sahip çünkü farklı organizmalar çok farklı tedavi yaklaşımları gerektirebilir,” dedi.
Popülasyon Genomikleri ve Genetik Hedeflerin Belirlenmesi
Araştırmacılar, bu organizmaları tespit etmek için sağlam genetik hedefler belirlemek amacıyla popülasyon genomiklerine yöneldiler. 100.000’den fazla mikobakteriyel genom verisi kullanarak, Liu laboratuvarındaki Kelly Eick ve Duy Tran, her hedef türün genetik çeşitliliği üzerinde aday bölgeleri sistematik olarak değerlendirdi. Bu geniş ölçekli popülasyon genomik analizi, seçilen tanı hedeflerinin gerçek dünya bakteriyel çeşitliliği içinde sağlam kalmasını sağladı.
CANDI Platformu ve Çoklu Tespit Yöntemi
Tulane ekibi, CRISPR tanılarındaki çoklu tespit sorununu ele almak için CANDI (CRISPR-Assisted Nanodroplet Differential Identification) platformunu geliştirdi. Bu platformun yenilikçi tasarımı, çok sayıda mini CRISPR reaksiyonunu paralel olarak düzenleyen anahtar deliği şeklindeki mikroakışkan çip ile gerçekleştirildi. Her reaksiyon, benzersiz bir floresan barkod ile kodlanmış ve aynı klinik örnekten alınan DNA ile eşleştirilmiştir. Bu tasarım, bireysel reaksiyonları fiziksel olarak ayırarak çoklu tespiti mümkün kılmaktadır.
Klinik Çalışmalar ve Sonuçlar
Ekip, arşivlenmiş izolatlardan, doğrudan hasta örneklerinin test edilmesine geçti. Dr. Liu laboratuvarındaki araştırma uzmanı Taryn Miner, UNC Klinik Mikrobiyoloji Laboratuvarı’ndan Sheila Mollin ile iş birliği yaparak, rutin hasta bakımında toplanan kalan örneklerle 125 katılımcılı bir klinik çalışma gerçekleştirdi. CANDI, geleneksel kültür sonuçları ile %96,0 uyum gösterdi ve kültür-negatif örneklerin tamamını doğru bir şekilde sınıflandırdı.
Gelecek Projeler ve Hedefler
Dr. Qingyun Liu ve Dr. Bo Ning, bu çalışmayı daha da ilerletmek için beş yıllık çoklu PI R01 hibe desteği aldı. Yeni proje, CANDI’yi yaklaşık 30 klinik açıdan önemli NTM türü ve alt türünü kapsayacak şekilde genişletecek. Ayrıca, çok merkezli klinik doğrulama çalışmaları da yapılacak. Bu çabalar, CANDI’yi hızlı bir tanı platformundan, NTM hastalığının hassas tanısı, tedavi izleme ve klinik yönetimi için daha geniş bir araca dönüştürmeyi amaçlamaktadır.
