În afară de testele la domiciliu pentru sarcină şi Covid-19 existente în prezent, am putea ajunge în curând să folosim teste efectuate la domiciliu pentru multe alte boli, datorită, în parte, noilor abordări alimentate de inteligenţa artificială (IA).
Oamenii de ştiinţă americani de la universitatea din Florida au folosit instrumente de IA pentru a simplifica un test care funcţionează pentru hepatita C, şi pentru SARS-CoV-2, virusul care provoacă boala Covid-19.
Testul simplificat are loc într-o singură eprubetă, în doar câteva minute. După ce va fi perfecţionat, ar putea ajunge în curând în cabinetele medicale şi, într-o zi, chiar şi în testele de la domiciliu, fiind la fel de simple ca un test de sarcină.
„Încercăm să dezvoltăm un test la domiciliu care să fie la fel de fiabil ca un test de laborator", a declarat Piyush Jain, profesor de inginerie chimică la UF, care a condus cele mai recente cercetări.
Cercetătorii încearcă simplifice testele şi să elimine nevoia de echipamente costisitoare iar rezultatele să fie obţinute în doar 10-20 de minute.
Pentru a atinge aceste obiective, grupul de cercetători inovează pe baza unui sistem cunoscut sub numele de reacţia one-pot, denumit aşa întrucât întregul test se desfăşoară într-o singură eprubetă mică.
Aceste teste, bazate pe o tehnologie cunoscută sub numele de RT-LAMP, pot amplifica porţiuni mici din genomul unui virus şi pot produce un semnal vizibil atunci când detectează virusul.
Citirea acestor teste ar putea fi la fel de simplă ca afişarea unei culori albastre sau utilizarea unui mic dispozitiv care detectează o schimbare în eprubetă.
Autoritatea de reglementare americană, FDA, a aprobat unele teste la domiciliu, cu un singur recipient, pentru Covid-19, ca parte a autorizaţiei de utilizare de urgenţă, dar acestea au o rată relativ mare de rezultate fals pozitive, ceea ce înseamnă că nu sunt suficient de fiabile.
„Combinăm o altă tehnologie numită CRISPR pentru a determina diferenţa dintre un fals pozitiv şi un adevărat pozitiv", a declarat prof. Jain.
Tehnologia de editare genetică, CRISPR a devenit cunoscută în lumea biotehnologiei pentru capacitatea sa de a determina îmbunătăţiri rapide în domeniul ingineriei genetice, care au potenţialul de a vindeca într-o zi bolile ereditare (moştenite) prin repararea genomurilor.
Grupul de cercetători se bazează pe capacitatea sistemului CRISPR de a se concentra pe anumite secvenţe genetice. De exemplu, dacă secvenţa pentru, virusul hepatitei este într-adevăr prezentă, testul va arăta un rezultat pozitiv.
Singura problemă? Tehnologia RT-LAMP necesită o temperatură de 150 de grade F (65,56 grade C), în timp ce CRISPR funcţionează cel mai bine la 100 de grade.
Această diferenţă face ca testele să fie mult mai complicate pentru utilizarea la domiciliu, necesitând două reacţii separate.
Echipa a încercat să acopere acest decalaj prin dezvoltarea unui sistem CRISPR care poate rezista la temperaturi mai ridicate.
De la o specie de bacterii iubitoare de căldură, cercetătorii au descoperit recent o enzimă CRISPR care se dezvoltă la 140 de grade.
În ultima lor cerecetare, grupul a apelat la instrumente de IA pentru a analiza această enzimă şi a descoperi cum ar putea să o facă să supravieţuiască la 150 de grade.
Programele de IA au sugerat câteva zeci de modificări ale enzimei, pe care grupul le-a testat în laborator. În cele din urmă au găsit patru modificări ale enzimei care îi permit să funcţioneze la 150 de grade.
„Este foarte dificil pentru orice om să facă acest tip de analiză asupra unei enzime. Nu a fost nevoie să petrecem ani de zile, am putut face aceste îmbunătăţiri în câteva luni", a declarat profesorul Jain.
„Având în vedere că totul funcţionează la aceeaşi temperatură, acum suntem capabili să combinăm totul într-o adevărată reacţie one-pot, pe care o numim SPLENDID", a explicat profesorul.
Echipa a verificat testul SPLENDID simplificat pe probe clinice de la pacienţi cu hepatită C sau Covid-19.
Testul a avut o precizie de 97% pentru SARS-CoV-2 şi de 95% pentru cea mai răspândită versiune a virusului hepatitei C întâlnită la nivel mondial.
Deşi nu a funcţionat bine împotriva tuturor celorlalte versiuni mai puţin predominante ale virusului hepatitei C, modificări simple ale testului ar trebui să îi îmbunătăţească rapid acurateţea, spune prof. Jain.
Echipa şi-a publicat concluziile luni, în revista Cell Reports Medicine.
