DURHAM, NC - Οι μηχανικοί της βιοϊατρικής στο Πανεπιστήμιο Duke έχουν δείξει μια συσκευή μεγέθους tablet που μπορεί να ανιχνεύσει αξιόπιστα πολλαπλά αντισώματα και βιοδείκτες COVID-19 ταυτόχρονα.
Τα αρχικά αποτελέσματα δείχνουν ότι η δοκιμή μπορεί να διακρίνει μεταξύ αντισωμάτων που παράγονται σε απόκριση του SARS-CoV-2 και τεσσάρων άλλων κοροναϊών με 100% ακρίβεια.
Οι ερευνητές εργάζονται τώρα για να δουν εάν η εύχρηστη, ανεξάρτητη από ενέργεια ενέργεια, συσκευή σημείου φροντίδας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την πρόβλεψη της σοβαρότητας μιας μόλυνσης από COVID-19 ή της ασυλίας ενός ατόμου έναντι παραλλαγών του ιού.
Έχοντας επίσης δείξει πρόσφατα την ίδια πλατφόρμα "D4 assay", μπορεί να ανιχνεύσει λοιμώξεις από Έμπολα μια ημέρα νωρίτερα από τη δοκιμασία αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης (PCR), οι ερευνητές λένε ότι τα αποτελέσματα δείχνουν πόσο ευέλικτη μπορεί να είναι η τεχνολογία για προσαρμογή σε άλλες τρέχουσες ή μελλοντικές ασθένειες .
Τα αποτελέσματα εμφανίζονται online στις 25 Ιουνίου στις Προκαταβολές Επιστήμη.
«Ο προσδιορισμός D4 χρειάστηκε έξι χρόνια για να αναπτυχθεί, αλλά όταν ο ΠΟΥ κήρυξε το ξέσπασμα πανδημία, ξεκινήσαμε να δουλεύουμε για να συμπιέσουμε όλο αυτό το έργο σε λίγους μήνες, ώστε να μπορέσουμε να διερευνήσουμε πώς θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί το τεστ ως εργαλείο δημόσιας υγείας», είπε ο Ashutosh Chilkoti, ο διακεκριμένος καθηγητής του Alan L. Kaganov και πρόεδρος της Βιοϊατρικής Μηχανικής στο Duke. «Η δοκιμή μας έχει σχεδιαστεί για να είναι τόσο προσαρμόσιμη όσο και πραγματικά σημείο φροντίδας και αυτό είναι σαφώς ένα σενάριο όταν ένα φορητό, γρήγορο και οικονομικά αποδοτικό διαγνωστικό θα ήταν πιο χρήσιμο».
Η τεχνολογία εξαρτάται από μια επίστρωση με βούρτσα πολυμερούς που λειτουργεί ως ένα είδος αντικολλητικής επίστρωσης για να σταματήσει οτιδήποτε άλλο εκτός από τους επιθυμητούς βιοδείκτες από το να προσκολληθούν στη δοκιμαστική διαφάνεια όταν είναι βρεγμένη. Η υψηλή αποτελεσματικότητα αυτής της αντικολλητικής ασπίδας καθιστά τον προσδιορισμό D4 εξαιρετικά ευαίσθητο σε ακόμη χαμηλά επίπεδα των στόχων του. Η προσέγγιση επιτρέπει στους ερευνητές να εκτυπώσουν διαφορετικές μοριακές παγίδες σε διαφορετικές περιοχές της διαφάνειας για να πιάσουν πολλούς βιοδείκτες ταυτόχρονα.
Η τρέχουσα επανάληψη της πλατφόρμας διαθέτει επίσης μικροσκοπικές σήραγγες που χρησιμοποιούν τη φυσική των υγρών για τη λήψη δειγμάτων μέσω των καναλιών χωρίς να χρειάζεται ηλεκτρική ενέργεια. Με μια σταγόνα αίματος και μια σταγόνα βιομοριακού λιπαντικού, η δοκιμή εκτελείται αυτόνομα σε λίγα λεπτά και μπορεί να διαβαστεί με έναν ανιχνευτή περίπου το μέγεθος ενός πολύ παχύ iPad.
«Ο ανιχνευτής τροφοδοτείται με μπαταρία και το τεστ δεν απαιτεί καθόλου ισχύ, οπότε μπορείτε να ρίξετε όλο το πράγμα σε ένα σακίδιο και να δοκιμάσετε πραγματικά στο σημείο φροντίδας με ελάχιστους πόρους», δήλωσε ο Jason Liu, φοιτητής διδακτορικού διπλώματος εργαζόταν στο εργαστήριο Chilkoti που σχεδίασε και δημιούργησε τον ανιχνευτή.
Στην τρέχουσα μελέτη, οι ερευνητές δοκίμασαν την ικανότητα της ανάλυσης D4 να ανιχνεύει και να ποσοτικοποιεί αντισώματα που παράγονται κατά τριών μερών του ιού COVID-19 - μια υπομονάδα της πρωτεΐνης spike, μια δεσμευτική περιοχή εντός της πρωτεΐνης spike που προσλαμβάνει τα κύτταρα και πρωτεΐνη νουκλεοκαψιδίου που συσκευάζει το RNA του ιού. Το τεστ ήταν σε θέση να εντοπίσει τα αντισώματα και στους 31 ασθενείς που εξετάστηκαν με σοβαρές περιπτώσεις COVID-19 μετά από δύο εβδομάδες. Ανέφερε επίσης μηδενικά ψευδώς θετικά σε 41 δείγματα που ελήφθησαν από υγιείς ανθρώπους πριν από την έναρξη της πανδημίας, καθώς και 18 δείγματα που ελήφθησαν από άτομα που είχαν μολυνθεί με τέσσερις άλλους ευρέως κυκλοφορούμενους ιούς.
Με την πανδημία στην καθοδική πορεία στις Ηνωμένες Πολιτείες και εκατοντάδες άλλες δοκιμές αντισωμάτων COVID-19 στην ανάπτυξη, οι ερευνητές δεν πιστεύουν ότι αυτή η συγκεκριμένη δοκιμή είναι πιθανό να αναπτυχθεί σε μεγάλο αριθμό. Αλλά λένε ότι η αποδεδειγμένη ακρίβεια και ευελιξία της πλατφόρμας την καθιστά πρωταρχικό υποψήφιο για ανάπτυξη σε άλλους τύπους δοκιμών ή για χρήση σε μελλοντικά κρούσματα.
Για παράδειγμα, η πλατφόρμα θα μπορούσε ενδεχομένως να είναι σε θέση να ελέγξει εάν οι άνθρωποι έχουν ή όχι ανοσία στα διάφορα στελέχη του COVID-19 που συνεχίζουν να εμφανίζονται.
«Υπάρχουν πολλές ερωτήσεις από ανθρώπους σχετικά με το εάν προστατεύονται ή όχι από νέες παραλλαγές του COVID-19 και η δοκιμή μας θα μπορούσε να απαντήσει σε μερικές από αυτές», δήλωσε ο Jake Heggestad, φοιτητής διδακτορικού στο εργαστήριο Chilkoti που ανέπτυξε το chip για το τέστ. «Πιστεύουμε ότι η πλατφόρμα μας πρέπει να είναι σε θέση να διακρίνει μεταξύ του κατά πόσον οι άνθρωποι έχουν αντισώματα που μπορούν να εξουδετερώσουν τις αναδυόμενες παραλλαγές ανησυχίας ή εάν αυτά τα αντισώματα δεν πρόκειται να προστατεύσουν από νέες παραλλαγές».
Οι ερευνητές εργάζονται επίσης για να αναπτύξουν την πλατφόρμα σε μια δοκιμή για πολλαπλούς προγνωστικούς δείκτες του COVID-19 που μαζί θα μπορούσαν να δείξουν εάν ένας ασθενής είναι πιθανό να έχει σοβαρή περίπτωση της νόσου.
«Είμαστε κατασκευαστές πλατφορμών, οπότε εργαζόμαστε για να δείξουμε τρόπους με τους οποίους αυτή η τεχνολογία μπορεί εύκολα να τροποποιηθεί για να κάνει διαφορετικά πράγματα», δήλωσε ο David Kinnamon, απόφοιτος φοιτητής που ανέπτυξε το σύστημα χειρισμού υγρών για τη δοκιμή. «Δείχνουμε ότι αυτή η ενιαία πλατφόρμα μπορεί να λειτουργήσει ως διαγνωστική, να αξιολογήσει την ανοσολογική απόκριση μετά τη μόλυνση και να προβλέψει την έκβαση της νόσου, πιθανώς όλα ταυτόχρονα. Δεν γνωρίζω πολλές δοκιμές που μπορούν να το κάνουν αυτό.
«Και μπορεί να τα κάνει όλα αυτά σε μια πλατφόρμα που είναι εξαιρετικά φιλική προς το χρήστη και μεταφερόμενη», δήλωσε ο Heggestad. "Είναι ένα πράγμα να κάνουμε όλα αυτά σε μια κεντρική εγκατάσταση όπως ο Duke, αλλά είναι άλλο να είσαι σε θέση να κάνεις δοκιμές μεγάλης κλίμακας και να έχεις καλά, ευαίσθητα αποτελέσματα σε απομακρυσμένες τοποθεσίες σε όλο τον κόσμο."
###
Αυτή η έρευνα υποστηρίχθηκε από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών (CBET2029361), το Εθνικό Ινστιτούτο Καρκίνου (P30-CA014236, R01-CA248491, UH3-CA211232), το Υπουργείο Άμυνας (W81XWH-16-C-0219), την Ακαδημία Άμυνας των Ηνωμένων Πολιτειών Kingdom (ACC6010469) και το ερευνητικό πρόγραμμα Combat Casualty Care (W81XWH-17-2-0045).
ΑΙΤΙΟΛΟΓΙΚΗ ΕΚΘΕΣΗ: «Πολλαπλή, ποσοτική ορολογική περιγραφή του COVID-19 από το αίμα με ένα τεστ Point-Of-Care», Jacob T. Heggestad, David S. Kinnamon, Lyra B. Olson, Jason Liu, Garrett Kelly, Simone A. Wall, Solomon Oshabaheebwa, Zachary Quinn, Cassio M. Fontes, Daniel Y. Joh, Angus M. Hucknall, Carl Pieper, Jack G. Anderson, Ibtehaj A. Naqvi, Lingye Chen, Loretta G. Que, Thomas Oguin III, Smita K. Nair , Bruce A. Sullenger, Christopher W. Woods, Thomas W. Burke, Gregory D. Sempowski, Bryan D. Kraft, Ashutosh Chilkoti. Επιστήμες Επιστήμης, 25 Ιουνίου 2021. DOI: sciadv.abg4901
Πλάτωνας. Επανεκτίμησε το Web3. Ενισχυμένη ευφυΐα δεδομένων.
