Detecção versátil e portátil de marcadores de resistência a antibióticos mediada por Cas12a

Bactérias resistentes a antibióticos estão se espalhando em ecossistemas clínicos, industriais e ambientais. A dinâmica de disseminação de e para o ambiente é desconhecida, principalmente devido à falta de ensaios analíticos apropriados (robustos, rápidos e de baixo custo). Neste estudo, desenvolvemos C12a, uma caixa de ferramentas molecular versátil para detectar marcadores genéticos de resistência a antibióticos utilizando CRISPR/Cas12a. A caracterização bioquímica mostra que a caixa de ferramentas C12a pode detectar menos de 100 attoMolar de fragmentos puros de DNA dos genes blaCTX-M15 e floR, que conferem resistência a b-lactâmicos e amfenicóis, respectivamente, importantes para usos humanos e veterinários. Em ensaios microbiológicos, C12a detectou menos de 10² UFC/mL e foi observada alta concordância em comparação com testes de suscetibilidade a antibióticos, PCR ou sequenciamento genômico completo. Adicionalmente, C12a confirmou alta prevalência do sistema integrase/integron em isolados de E. coli contendo múltiplos genes de resistência a antibióticos (ARGs). A caixa de ferramentas C12a demonstra desempenho equivalente de detecção em diversos ambientes laboratoriais, métodos de leitura de resultados (fluorescência vs. FLA) ou amostras de entrada. Em conjunto, este trabalho apresenta uma prova de conceito abrangente, descrição de desenvolvimento e caracterização bioquímica de uma coleção de ferramentas moleculares para detectar marcadores de resistência a antibióticos em uma abordagem one health.