Ученые разрабатывают новую «твиндемическую» диагностическую систему для быстрого тестирования на вирусы
Вспышка COVID-19 в 2019 году повлекла за собой меры по повышению осведомленности общественности о пандемиях, а также привела к ускоренной разработке вакцины. Хотя эти меры помогли значительно снизить передачу вируса, они также имели некоторые непреднамеренные последствия, такие как общее сокращение распространения других вирусов, что привело к паузам в режимах вакцинации. Однако быстро мутирующие патогены, такие как вирусы, по-прежнему представляют значительную угрозу, и прогнозируется коинфекция несколькими вирусами, вызывающая «твиндемию» или «трипледемию» в будущем.
Обратная транскриптаза-количественная ПЦР (RT-qPCR) — это надежный диагностический анализ заболеваний, но он ограничен использованием дорогостоящего оборудования и реагентов, что ограничивает его полезность в условиях ограниченных ресурсов. Поэтому для одновременного обнаружения нескольких вирусов в месте оказания медицинской помощи необходим быстрый, точный и чувствительный молекулярный диагностический инструмент .
Чтобы устранить этот пробел, группа ученых из Республики Корея под руководством профессора Ынджунга Кима из Инчхонского национального университета (INU) недавно разработала новую систему TwinDemic Detection (TDD), предназначенную для одновременного обнаружения SARS-CoV и вируса гриппа А (IAV). Их выводы были опубликованы в журнале Sensors and Actuators B: Chemical .
«TDD включает в себя прозрачный микрофлюидный чип из полиметилметакрилата с датчиками обнаружения генов на основе гидрогеля, не содержащими ферментов, а также портативный флуоресцентный считыватель», — объясняет профессор Ким, описывая систему обнаружения .
Гидрогелевые камеры оснащены индивидуальными зондами для обнаружения двух целевых вирусных патогенов: SARS-CoV-2 (CoV) и IAV. Реакция между целевой вирусной ДНК и специфической системой зондов усиливает сигнал флуоресценции.
Примечательно, что система TDD проста в использовании, экономически эффективна и имеет предел обнаружения 0,46 пикомолярного (пМ) для CoV и 0,39 пМ для IAV. Для подтверждения диагностической эффективности TDD были протестированы по 15 мазков из носоглотки от здоровых людей, пациентов с COVID-19 и больных гриппом А.
Для диагностики COVID-19 система TDD правильно предсказала положительные образцы в 93,3% случаев и отрицательные образцы в 96,7% случаев. Для IAV положительные и отрицательные образцы были правильно предсказаны в 100% и 96,7% случаев соответственно.
Рассказывая о перспективах системы TDD в сравнении с результатами работы группы, профессор Ким добавляет: «Применение нашей системы TDD может быть расширено за счет внедрения дополнительных каналов и чувствительных гидрогелей на микрофлюидном чипе , а также интеграции высокочувствительных систем амплификации нуклеиновых кислот для одновременного обнаружения и дифференциации более широкого спектра вирусов».
В целом, данное исследование представляет и освещает систему TDD как новый диагностический инструмент, который позволяет точно и быстро обнаруживать на месте несколько вирусов одновременно и может помочь врачам принимать своевременные и правильные решения о лечении.