Virusul imunodeficienţei umane (HIV) care provoacă SIDA (sindromul imunodeficienţei umane dobândite) reprezintă una dintre cele mai grave probleme de sănătate publică la nivel mondial. Detectarea moleculară joacă un rol important în diagnosticarea timpurie şi în terapia antiretrovirală pentru aceşti pacienţi.
Actualul „standard de aur" în testarea HIV necesită instrumente costisitoare şi personal foarte bine pregătit, ceea ce impune găsirea unei noi abordări rapide, sensibile şi accesibile pentru detectarea moleculară a HIV la nivel clinic.
O echipă de cercetători din cadrul departamentului de inginerie biomedicală a dezvoltat un biosenzor ieftin şi cu funcţie biologică inspirată de tehnologia CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) pentru testarea virusului HIV la locul clinic de îngrijire, folosind un simplu glucometru personal, similar cu testarea la domiciliu a diabetului.
Un articol care descrie acest dispozitiv de testare a fost publicat miercuri, în revista ACS Nano.
Echipa a dezvoltat o platformă de diagnosticare portabilă şi de unică folosinţă pentru detectarea moleculară a virusului HIV şi a altor agenţi patogeni.
Inspiraţi de structurile multicompartimentale din celulele vii, echipa propune un sistem de reacţie în cascadă cu membrană separată, microfluidică, alimentat de CRISPR, spune Changchun Liu, care a condus echipa de cercetare.
Tehnologia CRISPR reprezintă o metodă inovatoare pentru detectarea moleculară bazată pe acizi nucleici foarte sensibili şi specifici ai diferiţilor agenţi patogeni.
Atunci când este utilizată alături de tehnologii simple de amplificare izotermă, aceasta devine un instrument de diagnosticare puternic.
Cu toate acestea, combinaţia dintre reacţia de amplificare izotermă şi sistemele de detectare CRISPR are capacităţi limitate, necesitând tuburi de reacţie separate şi multiple operaţiuni manuale, ceea ce creşte riscul de contaminare şi nu este ideal pentru aplicaţii simple şi eficiente la punctul de îngrijire.
Pentru a simplifica utilizarea tehnologiei, cercetătorii au realizat un sistem de reacţie în cascadă, separat de o membrană nanoporoasă, pe care l-au integrat într-un biosenzor simplu şi portabil, de tipul unui glucometru.
Sistemul de reacţie în cascadă mediată de CRISPR (MCR) testează acidului nucleic al HIV, utilizând un glucometru simplu şi ieftin, eliminând astfel necesitatea unor instrumente complexe şi a unui personal bine instruit.
Cu acest echipament, cercetătorii au reuşit să detecteze aspectele sensibile ale 43 de copii ale ADN-ului şi 200 de copii ale ARN-ului HIV per test - ceea ce reprezintă un mare potenţial pentru detectarea rapidă a virusului HIV şi a altor boli infecţioase la punctul de îngrijire.
„La nivel mondial, infecţia cu HIV are un impact disproporţionat asupra populaţiilor insuficient deservite, cu acces limitat la teste de laborator", spune dr. David Banach de la divizia de boli infecţioase din cadrul laboratorului de patologie medicală a facultăţii de medicină a universităţii din Connecticut (UConn), Statele Unite.
Această tehnologie are potenţialul de a aduce testarea HIV la punctul de îngrijire în mediile în care diagnosticarea timpurie şi monitorizarea în timpul tratamentului sunt esenţiale, spun autorii.
(Foto: un biosenzor microfluidic simplu, portabil, alimentat de CRISPR pentru detectarea virusului HIV folosind un glucometru personal. Credit: Changchun Liu, UConn)
