Jauns ceļš uz ātrāku COVID-19 diagnostiku, kas bruģēts zeltā

SARS-CoV-19 vīrusa izraisītās slimības COVID-2 straujā izplatība ir radījusi sabiedrības veselības krīzi visā pasaulē. Agrīna COVID-19 atklāšana un izolācija ir galvenais, lai kontrolētu slimību pārnešanu un aizsargātu neaizsargātās iedzīvotāju grupas. Pašreizējais COVID-19 diagnozes standarts ir reversās transkriptāzes-polimerāzes ķēdes reakcija (RT-PCR) — metode, kurā vīrusu gēni tiek atklāti pēc tam, kad tie ir pakļauti vairākiem amplifikācijas cikliem. Tomēr šis paņēmiens ir laikietilpīgs, radot pārbaužu atlikumu diagnostikas centros un noved pie novēlotas diagnozes.      

Nesenā pētījumā, kas publicēts Biosensors and Bioelectronics, Korejas un Ķīnas pētnieki ir ieviesuši jaunu uz nanotehnoloģiju balstītu platformu, kas var saīsināt laiku, kas nepieciešams COVID-19 diagnostikai. To virsmas uzlabotā Ramana izkliedes (SERS)-PCR noteikšanas platforma, kas sagatavota, izmantojot zelta nanodaļiņas (AuNP) Au “nanodimple” substrātu (AuNDS) dobumos, var noteikt vīrusu gēnus tikai pēc 8 amplifikācijas cikliem. Tas ir gandrīz viena trešdaļa no skaita, kas nepieciešams, izmantojot parasto RT-PCR.

"Parastā RT-PCR ir balstīta uz fluorescences signālu noteikšanu, tāpēc SARS-CoV-3 noteikšanai ir nepieciešamas 4–2 stundas. Ar šo ātrumu nepietiek, ņemot vērā Covid-19 izplatības ātrumu. Mēs vēlējāmies atrast veidu, kā samazināt šo laiku vismaz uz pusi,” stāsta profesors Džeebums Čo, skaidrojot pētījuma motivāciju. Par laimi, atbilde nebija pārāk tālu. Iepriekšējā pētījumā, kas publicēts 2021. gadā, profesora Čo komanda bija izstrādājusi jaunu noteikšanas platformu, kurā augstas jutības SERS signālus rada AuNP, kas vienmērīgi sakārtoti AuNDS dobumos, izmantojot metodi, ko sauc par DNS hibridizāciju. Pamatojoties uz šo iepriekšējo atklājumu, profesors Čo un viņa komanda izstrādāja jaunu SERS-PCR platformu COVID-19 diagnostikai.

Jaunizveidotajā SERS-PCR testā tiek izmantoti SERS signāli, lai noteiktu “tilta DNS” — nelielas DNS zondes, kas lēnām sadalās mērķa vīrusu gēnu klātbūtnē. Tāpēc paraugos no pacientiem, kuriem ir pozitīva ietekme uz COVID-19, tilta DNS (un līdz ar to arī SERS signāla) koncentrācija nepārtraukti samazinās ar progresējošiem PCR cikliem. Turpretim, ja SARS-CoV-2 nav, SERS signāls paliek nemainīgs.

Komanda pārbaudīja savas sistēmas efektivitāti, izmantojot divus reprezentatīvus SARS-CoV-2 mērķa marķierus, proti, SARS-CoV-2 apvalka proteīna (E) un RNS atkarīgo RNS polimerāzes (RdRp) gēnus. Lai gan uz RT-PCR balstītai noteikšanai bija nepieciešami 25 cikli, uz AuNDS balstītai SERS-PCR platformai bija nepieciešami tikai 8 cikli, ievērojami samazinot testēšanas ilgumu. "Lai gan mūsu rezultāti ir provizoriski, tie sniedz svarīgu koncepcijas pierādījumu par SERS-PCR kā diagnostikas metodes derīgumu. Mūsu uz AuNDS balstītā SERS-PCR tehnika ir daudzsološa jauna molekulārās diagnostikas platforma, kas var ievērojami saīsināt gēnu noteikšanai nepieciešamo laiku, salīdzinot ar parastajām RT-PCR metodēm. Šo modeli var vēl vairāk paplašināt, iekļaujot automātisko paraugu ņemšanas ierīci, lai izstrādātu nākamās paaudzes molekulārās diagnostikas sistēmu,” skaidro prof. Čo.

Patiešām, SERS-PCR varētu būt svarīgs instruments mūsu arsenālā cīņā pret COVID-19 pandēmiju. Tas varētu arī radīt paradigmas maiņu molekulārās diagnostikas jomā, mainot to, kā mēs atklājam infekcijas slimības un cīnāmies ar turpmākajām epidēmijām.

Drukāt draudzīgs, PDF un e-pasts

Saistītās ziņas