Rapid diagnosis of key aetiologies of sepsis and associated infections in LMICs using CRISPR-based assays

Invasiv bakterieinfeksjon utgjør en betydelig trussel globalt, med de høyeste forekomstene i lavinntektsland. Økningen i infeksjoner forårsaket av antibiotikaresistente bakterier rammer disse landene spesielt hardt, da resistente bakteriestammer ofte har en mer utbredt sirkulasjon her sammenlignet med i mer velstående nasjoner. En utfordring som ofte oppstår i ressursknappe omgivelser er mangelen på kostnadseffektive og pålitelige diagnostiske verktøy, noe som i sin tur begrenser muligheten til å bruke antibiotika riktig. I forsøket på å adressere denne problematikken, har vårt prosjekt satt seg som mål å utvikle CRISPR-baserte teknologier for rask diagnostisering av de mest fremtredende bakterielle patogener som forårsaker alvorlige infeksjoner i ulike geografiske områder. Vårt internasjonale prosjektteam samler ekspertise fra fire institusjoner: Angkor Hospital for Children (Kambodsja), Mahosot Hospital (Laos), Mahidol-Oxford Research Unit (Thailand) og Universitetet i Oslo (Norge). CRISPR-teknologien gir oss muligheten til å utvikle molekylære tester som oppnår tilsvarende følsomhet og spesifisitet som andre molekylære metoder, som for eksempel PCR. Det unike er at våre tester er raskere og kan utføres i en enkel lateral strømningsdipstikk, noe som eliminerer behovet for kostbart laboratorieutstyr. Dette gjør teknologien svært godt egnet for bruk i klinikker i ressursknappe områder, som ofte mangler sofistikert utstyr. Vårt mål er å bidra til forbedret folkehelse i lavinntektsland ved å muliggjøre bedre diagnose og behandling av bakterielle infeksjoner, med den langsiktige virkningen av redusert dødelighet som følge.

Invasive bacterial infections are a major cause of mortality and morbidity globally, with the highest disease burden in low-and-middle-income-countries (LMICs). Rise of infections from antimicrobial resistant (AMR) bacteria is disproportionately affecting public health in these countries, given their wider dissemination in the populations of LMICs compared with richer countries. Rapid, accurate and affordable diagnostics are often lacking in the resource-poor settings, which hampers empirical therapy and attempts to improve antibiotic stewardship. To circumvent these obstacles, we will devise rapid clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)-based assays for identification of pathogen and/or antimicrobial resistance (AMR) for regionally and globally dominant causes of morbidity and mortality by bacterial infections. CRISPR technology enables the development of molecular assays that have performance characteristics similar to other molecular tests (e.g. PCR) in terms of sensitivity and specificity, but which are more rapid to perform and can be in lateral flow dipstick format to remove the need for expensive equipment. This is ideal for use in resource-limited settings typical to many LMIC clinics. We have assembled a multidisciplinary team to maximize our potential by including expertise on all aspects of the problem: 1. clinical practice in LMICs, 2. first-hand experience in CRISPR-based and other molecular methods for test development and evaluation, 3. population genomics and bioinformatics for target selection and optimization. We will focus on multiple major bacterial pathogens: Burkholderia pseudomallei, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella enterica serovar Typhi and Streptococcus pneumoniae. The RADICAL project has considerable potential to improve future public health in LMICs by improving therapy choices and reducing the mortality and morbidity from bacterial infections.