Cercetătorii de la Cambridge au dezvoltat un nou test care „pescuieşte” mai mulţi viruşi respiratori în acelaşi timp, folosind drept „momeală” catene simple de ADN. Testul oferă rezultate extrem de precise în mai puţin de o oră.
Un test dezvoltat recent foloseşte nanoparticule de ADN pentru a detecta simultan cele mai comune virusuri respiratorii, inclusiv cel al gripei, rinovirusul, virusul respirator sinciţial (RSV) şi SARS-CoV-2.
Prin comparaţie, testele PCR (testul pentru reacţia de polimerizare în lanţ, în timp real), deşi sunt foarte specifice şi extrem de precise, pot testa doar un singur virus la un moment dat şi durează câteva ore pentru a returna un rezultat.
În timp ce multe virusuri respiratorii comune au simptome similare, ele necesită tratamente diferite. Prin testarea mai multor virusuri simultan, cercetătorii spun că testul poate asigura mai rapid un tratament potrivit pacienţilor şi ar putea să reducă utilizarea nejustificată a antibioticelor.
În plus, testele pot fi utilizate în orice cadru şi pot fi modificate cu uşurinţă pentru a detecta diferite bacterii şi virusuri, inclusiv potenţiale noi variante ale SARS-CoV-2, virusul care provoacă Covid-19.
Rezultatele au fost publicate în revista Nature Nanotechnology.
„Multe virusuri respiratorii au simptome similare, dar necesită tratamente diferite: am vrut să vedem dacă putem căuta mai mulţi viruşi în paralel”, spune Filip Bošković de la Laboratorul Cavendish din Cambridge, primul autor al lucrării.
Potrivit Organizaţiei Mondiale a Sănătăţii, virusurile respiratorii sunt cauza decesului a 20% dintre copiii cu vârsta sub cinci ani. Un test care ar putea detecta rapid, şi exact mai multe virusuri, ar putea face o uriaşă diferenţă.
„Diagnosticarea bună este cheia unui tratament bun”, spune Bošković, care este doctorand la St John's College, în Cambridge.
„Oamenii care se prezintă la spital au nevoie de tratament şi s-ar putea să fie purtătorii mai multor virusuri diferite, şi dacă nu putem face distincţia între ele, există riscul ca pacienţii să primească un tratament incorect”, explică Bošković.
Testele PCR sunt puternice, sensibile şi precise, dar necesită ca o parte din genom să fie copiată de milioane de ori, ceea ce durează câteva ore.
Cercetătorii de la Cambridge şi-au propus să dezvolte un test care să folosească ARN-ul pentru a detecta în mod direct virusuri, fără a fi nevoie de copierea genomului, şi care să aibă o sensibilitate suficient de mare pentru a fi util într-un cadru medical.
„Pentru pacienţi, ştim că diagnosticarea rapidă le îmbunătăţeşte rezultatul, astfel încât capacitatea de a detecta rapid agentul infecţios le-ar putea salva viaţa”, a declarat coautorul cercetării, profesorul Stephen Baker, de la Institutul Cambridge de imunologie terapeutică şi boli infecţioase.
Pentru lucrătorii din domeniul sănătăţii, un astfel de test ar putea fi utilizat în orice mediu cu venituri mici sau medii, ceea ce poate ajută pacienţii să primească rapid tratamentul corect şi să reducă utilizarea nejustificată a antibioticelor.
Cercetătorii şi-au bazat testul pe structuri construite din catenele duble de ADN cu catenele simple drept „momeala”, acestea fiind programate să „pescuiască” regiuni specifice din ARN-ul virusurilor ţintă.
Nanoparticulele de ADN (nanobait) sunt apoi trecute prin site cu ochiuri foarte mici, denumite nanopori. Detecţia prin nanopori este ca un cititor care transformă în milisecunde structurile moleculare în informaţii digitale. Structura fiecărei nanoparticule de ADN dezvăluie virusul ţintă sau varianta acestuia.
Cercetătorii au arătat că testul poate fi reprogramat cu uşurinţă pentru a identifica variantele virale, inclusiv variantele virusului care provoacă Covid-19. Abordarea permite o specificitate de aproape 100% datorită preciziei structurilor programabile de nanoparticule ADN.
„Unul dintre lucrurile cu care ne luptăm cel mai mult este identificarea rapidă şi precisă a organismelor care cauzează infecţia. Această tehnologie are potenţialul de a îmbunătăţi această situaţie, fiind o platformă de diagnosticare rapidă, cu costuri reduse, simplu de utilizat oriunde şi pe orice probă”, a spus Baker.
Un brevet pentru această tehnologie a fost depus de Cambridge Enterprise, entitatea comercială a universităţii. Unul dintre co-autorii studiului, profesorul Ulrich Keyser a co-fondat o companie, Cambridge Nucleomics, axată pe detectarea de ARN cu o precizie pentru o singură moleculă.
„Nanobait se bazează pe nanotehnologia ADN şi va permite mai multe aplicaţii interesante în viitor”, a spus Keyser, de la Laboratorul Cavendish.
Pentru viitoarele aplicaţii comerciale şi lansarea către public, specialiştii vor trebui să transforme platforma de nanopori într-un dispozitiv portabil de citire.
Filip Bošković a primit un premiu de doctorat în 2022 de la Cambridge Society for Applied Research pentru această lucrare. Cercetarea a fost susţinută de Consiliul European de Cercetare, şi mai multe instituţii de cercetare de renume din Marea Britanie.
