Ақиқат алаңы

Клиницисты, использующие новый скрининговый тест на вирусы, могут не только диагностировать COVID-19 за считанные минуты с помощью портативного карманного устройства, но также одновременно проверять на наличие других вирусов, таких как грипп, которые могут быть ошибочно приняты за коронавирус. В то же время они могут секвенировать вирус, предоставляя ценную информацию о распространении мутаций и вариантов COVID-19. 
 

«Это метод обнаружения вирусов и наблюдения, который не требует дорогостоящей инфраструктуры, как другие подходы», - говорит Хуан Карлос Изписуа Бельмонте, соавтор-корреспондент и профессор лаборатории экспрессии генов Солка. «С помощью одного портативного теста мы можем выполнить то же самое, что другие используют два или три разных теста на разных машинах».

Во всем мире более 100 миллионов человек инфицированы SARS-CoV-2, вирусом, вызывающим COVID-19. Тестирование населения является ключом к предотвращению распространения вируса. Кроме того, очень важно отслеживать распространение новых вариантов SARS-CoV-2, некоторые из которых могут по-разному реагировать на лечение или вакцины.

Сегодня стандартный подход к определению того, является ли мазок из носа положительным на COVID-19, заключается в проведении теста полимеразной цепной реакции (ПЦР) для обнаружения генетического материала от вируса SARS-CoV-2. Однако если образец отрицательный, пациенты и врачи не получают никакой информации о том, что может вызывать симптомы, похожие на коронавирус, - если только они не проведут отдельные тесты ПЦР с использованием разных образцов мазков для других вирусов. И если образец окажется положительным на SARS-CoV-2, они не узнают, каким вариантом COVID-19 инфицирован пациент, если не будет проведен другой набор тестов; для этого требуется большая и дорогая машина для секвенирования генов нового поколения.

Мо Ли, доцент кафедры биологии Университета науки и технологий имени короля Абдаллы в Саудовской Аравии, размышлял о том, как его опыт в области генной инженерии и секвенирования нанопор для борьбы с пандемией COVID-19 может быть применен для улучшения тестирования на COVID-19. Ли ранее проработал 6 лет над вопросом, может ли метод обнаружения генов, называемый изотермической рекомбиназной полимеразной амплификацией (RPA) в сочетании с секвенированием нанопор в реальном времени,  быть более полезным - быстрее, дешевле и более портативный - чем нынешний подход к тестированию на COVID-19. 

В отличие от ПЦР, который циклически проходит через более низкие и высокие температуры для разделения цепей ДНК и их копирования, RPA использует белки, а не изменения температуры, чтобы выполнить то же самое всего за 20 минут. Эта технология позволяет исследователям копировать более длинные участки ДНК и одновременно исследовать несколько генов.
 

«Мы быстро поняли, что можем использовать этот метод не только для обнаружения SARS-CoV-2, но и других вирусов одновременно», - говорит Ли.

В новой статье Ли и соавтор Изписуа Бельмонте описывают небольшое портативное устройство, которое может одновременно проверять 96 образцов с использованием анализа RPA. Они называют метод NIRVANA для «секвенирования нанопор изотермической быстрой вирусной амплификации для анализа, близкого к реальному времени».
 

Слева направо: Хуан Карлос Изписуа Бельмонте и Мо Ли. Предоставлено: Хуан Карлос Изписуа Бельмонте.

Ученые разработали NIRVANA для одновременного тестирования образцов на COVID-19, грипп A, аденовирус человека и коронавирус человека, не относящийся к SARS-CoV-2. Исследователи сообщают, что всего через 15 минут устройство начинает сообщать как положительные, так и отрицательные результаты. И в течение трех часов устройство завершает результаты по всем 96 образцам, включая последовательности пяти регионов SARS-CoV-2, которые особенно склонны к накоплению мутаций, ведущих к новым вариантам, таким как вариант B.1.1.7, идентифицированный в Великобритании.

Ли и Изписуа Бельмонте протестировали NIRVANA на 10 образцах, которые, как известно, положительны на SARS-CoV-2, 60 образцах с неизвестным статусом SARS-CoV-2, а также на образцах городских сточных вод, содержащих вирус SARS-COV-2 и другие. Во всех случаях анализ позволял правильно определить, какие вирусы присутствовали. Данные секвенирования также позволили им сузить происхождение SARS-CoV-2 в положительных образцах; например, дифференцируя штаммы из Китая и Европы.
 

«Дизайн этого анализа действительно гибкий, поэтому он не ограничивается только примерами, которые мы показали», - говорит Ли. «Мы можем легко адаптировать его для борьбы с другим патогеном, даже с чем-то новым и возникающим».

По словам исследователей, благодаря небольшому размеру и портативности рабочего процесса NIRVANA его можно использовать для быстрого обнаружения вирусов в школах, аэропортах или портах. Его также можно использовать для мониторинга сточных вод или водотоков на наличие новых вирусов.
 

«Пандемия преподала два важных урока: во-первых, необходимо проводить широкие и быстрые испытания, а во-вторых, знать свои варианты. Наш метод NIRVANA обеспечивает многообещающее решение этих двух проблем не только для текущей пандемии, но и для возможных будущих », - говорит Изписуа Бельмонте, заведующий кафедрой Roger Guillemin в Salk. По словам Бельмонте, потребуется анализ рынка, чтобы определить, окупаются ли первоначальные затраты на коммерциализацию - и постоянные корректировки теста, необходимые для того, чтобы убедиться, что он обнаруживает новые варианты или новые представляющие интерес вирусы.

Источник: SciTechDaily