Исследователи разработали новый метод быстрого обнаружения РНК SARS-CoV-2

Исследователи DTU разработали новый метод быстрого обнаружения РНК SARS-CoV-2, который также может быть разработан для обнаружения других заболеваний.

Современные методы обнаружения РНК SARS-CoV-2, рекомендованные Всемирной организацией здравоохранения, во многом зависят от роли биологических ферментов. Высокая стоимость, строгие условия транспортировки и хранения, а также отсутствие глобальных поставок ферментов ограничивают масштабные испытания. Это означает, что большинству стран приходится отдавать приоритет тестированию над уязвимыми случаями, откладывая диагностику и выявление положительных случаев, что может снова помешать смягчению и подавлению пандемии.

Количественная обратная транскрипция — полимеразная цепная реакция(qRT-PCR) по-прежнему является золотым стандартом для обнаружения полногенома и играет важную роль в борьбе с пандемией Covid-19. Однако получение образца занимает несколько часов. Этот метод включает в себя сложный термостат для повышения и понижения температуры реакции на отдельных этапах.

Проще и дешевле

Неферментативные изотермические методы амплификации, будучи более простыми и быстрыми, показали многообещающий потенциал для замены qRT-PCR. Хотя эти методы хорошо работают, когда целевой ген короткий, они по-прежнему эффективны для обнаружения всего генома (длинные ДНК или РНК-мишени).

Во время пандемии COVID-19 только в Еврозоне за первый квартал 2020 года ВВП упал на 3,8% (Eurostat 2020). Таким образом, разработка недорогой методологии обнаружения патогенов будет чрезвычайно полезной как для пациентов, так и для систем здравоохранения, направленных на борьбу с будущими эпидемиями.

Доцент Йи Сун и постдоктор Мохсен Мохамадини из DTU Health Tech изобрели тест с одним горшком, который они назвали NISDA (неферментативное изотермическое смещение филаментов и анализ амплификации). Анализ предназначен для быстрого обнаружения РНК SARS-CoV-2 без необходимости в стадии обратной транскрипции РНК методологии qRT-PCR. Это позволяет выполнять одноэтапную процедуру обнаружения. Пользователю нужно всего лишь добавить образец в одну пробирку, поместить его в машину и подождать 30 минут, чтобы получить результат.

Тесты при постоянной температуре не требуют каких-либо ферментов и основаны на подходе смещения цепи, опосредованном пальцами ног (TMSD). TMSD — это безферментное молекулярное устройство, в котором одна цепь ДНК или РНК (выход) замещается другой цепью (вход), чтобы сформировать более стабильную двойную структуру.

Высокая точность и чувствительность

Тест NISDA обнаружил очень низкую концентрацию РНК (10 копий / мкл) всего за 30 минут. В сотрудничестве с больницами Видовре и Биспебьерг исследовательская группа может клинически подтвердить тест NISDA, который имеет 100% чувствительность, 96,77% и 100% при установке в лаборатории и больнице, соответственно.

Мы использовали подход TMSD и разработали три ДНК-зонда. Один зонд поменял весь геном на короткую цепочку ДНК. Два других зонда использовали короткую перекрестно-сшитую ДНК для запуска цепной реакции для усиления сигнала флуоресценции. Прелесть теста Nisda в его простоте. Мы отказались от использования ферментов, чтобы снизить стоимость анализа и повысить его устойчивость при комнатной температуре ».

И Сун, доцент

РНК, выделенная из образцов мазка из зева, добавляется к реакционной смеси и инкубируется при 42 ° C в течение 30 минут в рабочем процессе анализа. Следующим шагом является флуорометрия, и образцы с гораздо более высокими сигналами флуоресценции, чем контрольные (отрицательные) образцы, считаются положительными.

На пути к инструменту диагностики множества заболеваний

«Непосредственное участие в улучшении здоровья людей — это высшая мечта биомедицинского исследователя, — говорит доктор наук Мохсен Мохамадин. — Мы считаем, что тест NISDA дал нам эту прекрасную возможность реализовать эту амбицию».

«Следующим шагом является усовершенствование дизайна анализа NISDA для обнаружения различных патогенов и разработка диагностического устройства для диагностики множественных заболеваний в месте оказания медицинской помощи. Еще одним преимуществом анализа NISDA является его способность разрабатывать короткие мишени РНК, такие как микроРНК биомаркера рака. В настоящее время мы находимся в процессе изучения различных схем коммерциализации анализа NISDA. Мы уверены, что анализ NISDA скоро станет широко известным », — заключил доцент Е Сун.