Uusi polku kohti nopeampaa COVID-19-diagnoosia kullalla päällystettynä

SARS-CoV-19-viruksen aiheuttaman COVID-2:n nopea leviäminen on aiheuttanut kansanterveyskriisin ympäri maailmaa. Varhainen COVID-19 havaitseminen ja eristäminen ovat avainasemassa taudin leviämisen hallinnassa ja haavoittuvien väestöryhmien suojelemisessa. Nykyinen standardi COVID-19-diagnoosille on käänteiskopioijapolymeraasiketjureaktio (RT-PCR), tekniikka, jossa virusgeenit havaitaan sen jälkeen, kun ne ovat käyneet läpi useita monistussyklejä. Tämä tekniikka on kuitenkin aikaa vievää, ja se luo testiruuhkaa diagnostiikkakeskuksissa ja johtaa viivästyneisiin diagnooseihin.      

Hiljattain Biosensors and Bioelectronics -lehdessä julkaistussa tutkimuksessa Korean ja Kiinan tutkijat ovat ottaneet käyttöön uuden nanoteknologiaan perustuvan alustan, joka voi lyhentää COVID-19-diagnoosin vaatimaa aikaa. Niiden pintatehostettu Raman-sironta (SERS)-PCR-tunnistusalusta, joka on valmistettu käyttämällä kultananohiukkasia (AuNP:itä) Au:n nanoimple-substraattien (AuNDS) onteloissa, voi havaita virusgeenit vain 8 monistussyklin jälkeen. Se on lähes kolmasosa tavanomaisen RT-PCR:n vaatimasta määrästä.

"Perinteinen RT-PCR perustuu fluoresenssisignaalien havaitsemiseen, joten SARS-CoV-3:n havaitsemiseen tarvitaan 4–2 tuntia. Tämä nopeus ei riitä, kun otetaan huomioon kuinka nopeasti COVID-19 leviää. Halusimme löytää tavan lyhentää tätä aikaa ainakin puoleen”, sanoo professori Jaebum Choo ja selittää tutkimuksen taustalla olevaa motivaatiota. Onneksi vastaus ei ollut liian kaukana. Edellisessä tutkimuksessa, joka julkaistiin vuonna 2021, professori Choon tiimi oli kehittänyt uuden tunnistusalustan, jossa AuNP:t tuottavat korkean herkkyyden SERS-signaaleja tasaisesti AuNDS:ien onteloissa DNA-hybridisaatioksi kutsutun tekniikan avulla. Tämän aikaisemman löydön perusteella professori Choo ja hänen tiiminsä kehittivät uuden SERS-PCR-alustan COVID-19-diagnoosille.

Äskettäin kehitetty SERS-PCR-määritys käyttää SERS-signaaleja "silta-DNA:n" havaitsemiseen – pieniä DNA-koettimia, jotka hajoavat hitaasti kohdevirusgeenien läsnäollessa. Siksi COVID-19-positiivisten potilaiden näytteissä silta-DNA:n (ja siten SERS-signaalin) pitoisuus laskee jatkuvasti progressiivisten PCR-syklien myötä. Sitä vastoin kun SARS-CoV-2 puuttuu, SERS-signaali pysyy muuttumattomana.

Ryhmä testasi järjestelmänsä tehokkuutta käyttämällä kahta edustavaa SARS-CoV-2:n kohdemarkkeria, nimittäin SARS-CoV-2:n vaippaproteiini (E) ja RNA-riippuvainen RNA-polymeraasi (RdRp) -geenejä. Vaikka RT-PCR-pohjainen havaitseminen vaati 25 sykliä, AuNDS-pohjainen SERS-PCR-alusta vaati vain 8 sykliä, mikä lyhensi huomattavasti testauksen kestoa. "Vaikka tuloksemme ovat alustavia, ne tarjoavat tärkeän todisteen SERS-PCR:n pätevyydestä diagnostisena tekniikkana. AuNDS-pohjainen SERS-PCR-tekniikkamme on lupaava uusi molekyylidiagnostiikkaalusta, joka voi lyhentää huomattavasti geenien havaitsemiseen tarvittavaa aikaa verrattuna perinteisiin RT-PCR-tekniikoihin. Tätä mallia voidaan edelleen laajentaa sisällyttämällä siihen automaattinen näytteenotin seuraavan sukupolven molekyylidiagnostiikkajärjestelmän kehittämiseksi”, Prof. Choo selittää.

SERS-PCR voisi todellakin olla tärkeä työkalu arsenaalissamme COVID-19-pandemiaa vastaan. Se voisi myös luoda paradigman muutoksen molekyylidiagnostiikan alalla, mikä mullistaa tavan, jolla havaitsemme tartuntataudit ja torjumme tulevia epidemioita.

Tulosta ystävällinen, PDF ja sähköposti

Liittyvät uutiset