Новий шлях до швидшої діагностики COVID-19, прокладений золотом

Написано редактор

Дослідники використали наночастинки золота для розробки нової молекулярної діагностичної платформи, яка значно скорочує час, необхідний для виявлення COVID-19.

Print Friendly, PDF & Email

Швидке поширення COVID-19, хвороби, спричиненої вірусом SARS-CoV-2, спричинило кризу громадського здоров’я у всьому світі. Раннє виявлення та ізоляція COVID-19 є ключовими для контролю передачі захворювання та захисту вразливих груп населення. Сучасним стандартом діагностики COVID-19 є зворотна транскриптазно-полімеразна ланцюгова реакція (RT-PCR), метод, за допомогою якого вірусні гени виявляються після того, як вони проходять багаторазову ампліфікацію. Однак ця методика займає багато часу, створює відставання тестування в діагностичних центрах і призводить до відстроченої діагностики.      

У недавньому дослідженні, опублікованому в Biosensors and Bioelectronics, дослідники з Кореї та Китаю представили нову платформу на основі нанотехнологій, яка може скоротити час, необхідний для діагностики COVID-19. Їхня поверхнево-посилена платформа для виявлення раманівського розсіювання (SERS)-ПЛР, підготовлена ​​з використанням наночастинок золота (AuNPs) у порожнинах субстратів Au «nanodimple» (AuNDSs), може виявити вірусні гени лише після 8 циклів ампліфікації. Це майже третина від кількості, необхідної для звичайної RT-PCR.

«Звичайна RT-PCR заснована на виявленні сигналів флуоресценції, тому для виявлення SARS-CoV-3 потрібно 4–2 години. Цієї швидкості недостатньо, враховуючи, як швидко поширюється COVID-19. Ми хотіли знайти спосіб скоротити цей час принаймні наполовину», — каже професор Джебум Чу, пояснюючи мотивацію дослідження. На щастя, відповідь була не надто далеко. У попередньому дослідженні, опублікованому в 2021 році, команда професора Чу розробила нову платформу виявлення, в якій високочутливі сигнали SERS виробляються AuNP, рівномірно розташованими в порожнинах AuNDS за допомогою техніки, яка називається гібридизацією ДНК. На основі цього попереднього відкриття професор Чу та його команда розробили нову платформу SERS-PCR для діагностики COVID-19.

Нещодавно розроблений аналіз SERS-PCR використовує сигнали SERS для виявлення «місткової ДНК» — невеликих ДНК-зондів, які повільно руйнуються в присутності цільових вірусних генів. Таким чином, у зразках пацієнтів, позитивних на COVID-19, концентрація мостової ДНК (і, отже, сигналу SERS) постійно зменшується з прогресуючими циклами ПЛР. Навпаки, коли SARS-CoV-2 відсутній, сигнал SERS залишається незмінним.

Команда перевірила ефективність своєї системи за допомогою двох репрезентативних цільових маркерів SARS-CoV-2, а саме, білка оболонки (E) і генів РНК-залежної РНК-полімерази (RdRp) SARS-CoV-2. У той час як для виявлення на основі RT-PCR було потрібно 25 циклів, платформа SERS-PCR на основі AuNDS вимагала лише 8 циклів, що значно скорочує тривалість тестування. «Хоча наші результати є попередніми, вони забезпечують важливе підтвердження концепції валідності SERS-PCR як діагностичного методу. Наша методика SERS-PCR на основі AuNDS є багатообіцяючою новою платформою для молекулярної діагностики, яка може значно скоротити час, необхідний для виявлення генів, порівняно зі звичайними методами RT-PCR. Цю модель можна додатково розширити, включивши автоматичний пробовідбірник для розробки системи молекулярної діагностики наступного покоління», — пояснює професор Чу.

Справді, SERS-ПЛР може стати важливим інструментом у нашому арсеналі проти пандемії COVID-19. Це також може змінити парадигму в області молекулярної діагностики, революціонізуючи спосіб виявлення інфекційних захворювань і подолання майбутніх епідемій.

Print Friendly, PDF & Email

Про автора

редактор

Головним редактором eTurboNew є Лінда Хонхольц. Вона базується в штаб-квартирі eTN в Гонолулу, Гаваї.

Залишити коментар