Nowa ścieżka w kierunku szybszej diagnozy COVID-19 wybrukowana złotem

Scenariusz redaktor

Naukowcy wykorzystali nanocząsteczki złota do opracowania nowej molekularnej platformy diagnostycznej, która znacznie skraca czas wymagany do wykrycia COVID-19.

Przyjazne dla wydruku, PDF i e-mail

Szybkie rozprzestrzenianie się COVID-19, choroby wywoływanej przez wirus SARS-CoV-2, spowodowało kryzys zdrowia publicznego na całym świecie. Wczesne wykrywanie i izolacja COVID-19 ma kluczowe znaczenie dla kontrolowania przenoszenia choroby i ochrony wrażliwych populacji. Obecnym standardem diagnozowania COVID-19 jest reakcja łańcuchowa polimerazy z odwrotną transkryptazą (RT-PCR), technika, w której geny wirusowe są wykrywane po przejściu wielu cykli amplifikacji. Jednak ta technika jest czasochłonna, tworząc zaległości testowe w ośrodkach diagnostycznych i prowadząc do opóźnień w diagnozowaniu.      

W niedawnym badaniu opublikowanym w Biosensors and Bioelectronics naukowcy z Korei i Chin wprowadzili nowatorską platformę opartą na nanotechnologii, która może skrócić czas wymagany do diagnozy COVID-19. Ich platforma wykrywania powierzchniowo wzmocnionego rozpraszania Ramana (SERS)-PCR — przygotowana przy użyciu nanocząstek złota (AuNP) w zagłębieniach substratów „nanodimpledowych” Au (AuNDS) — może wykrywać geny wirusowe już po 8 cyklach amplifikacji. To prawie jedna trzecia liczby wymaganej przy konwencjonalnym RT-PCR.

„Konwencjonalny RT-PCR opiera się na wykrywaniu sygnałów fluorescencyjnych, więc do wykrycia SARS-CoV-3 potrzeba 4–2 godzin. Ta prędkość nie jest wystarczająca, biorąc pod uwagę, jak szybko rozprzestrzenia się COVID-19. Chcieliśmy znaleźć sposób na skrócenie tego czasu przynajmniej o połowę – mówi prof. Jaebum Choo, wyjaśniając motywację badania. Na szczęście odpowiedź nie była zbyt odległa. W poprzednim badaniu opublikowanym w 2021 r. zespół prof. Choo opracował nowatorską platformę wykrywania, w której sygnały SERS o wysokiej czułości są wytwarzane przez AuNP równomiernie rozmieszczone we wnękach AuNDS za pomocą techniki zwanej hybrydyzacją DNA. Na podstawie tego wcześniejszego odkrycia prof. Choo i jego zespół opracowali nowatorską platformę SERS-PCR do diagnostyki COVID-19.

Nowo opracowany test SERS-PCR wykorzystuje sygnały SERS do wykrywania „mostkowego DNA” — małych sond DNA, które powoli rozkładają się w obecności docelowych genów wirusowych. Dlatego w próbkach od pacjentów z dodatnim wynikiem na COVID-19 stężenie mostkowego DNA (a tym samym sygnału SERS) stale spada wraz z progresywnymi cyklami PCR. W przeciwieństwie do tego, gdy SARS-CoV-2 jest nieobecny, sygnał SERS pozostaje niezmieniony.

Zespół przetestował skuteczność swojego systemu przy użyciu dwóch reprezentatywnych markerów docelowych SARS-CoV-2, a mianowicie białka otoczki (E) i genów polimerazy RNA zależnej od RNA (RdRp) SARS-CoV-2. Podczas gdy do wykrywania opartego na RT-PCR wymagane było 25 cykli, platforma SERS-PCR oparta na AuNDS wymagała tylko 8 cykli, co znacznie skraca czas trwania testu. „Chociaż nasze wyniki są wstępne, stanowią ważny dowód słuszności koncepcji SERS-PCR jako techniki diagnostycznej. Nasza technika SERS-PCR oparta na AuNDS jest obiecującą nową platformą diagnostyki molekularnej, która może znacznie skrócić czas wymagany do wykrycia genów w porównaniu z konwencjonalnymi technikami RT-PCR. Model ten można dodatkowo rozszerzyć poprzez włączenie automatycznego próbnika w celu opracowania systemu diagnostyki molekularnej nowej generacji”, wyjaśnia prof. Choo.

Rzeczywiście, SERS-PCR może być ważnym narzędziem w naszym arsenale przeciwko pandemii COVID-19. Mogłoby to również spowodować zmianę paradygmatu w dziedzinie diagnostyki molekularnej, rewolucjonizując sposób wykrywania chorób zakaźnych i zwalczania przyszłych epidemii.

Przyjazne dla wydruku, PDF i e-mail

Podobne wiadomości

O autorze

redaktor

Redaktorem naczelnym eTurboNew jest Linda Hohnholz. Pracuje w centrali eTN w Honolulu na Hawajach.

Zostaw komentarz