Nowy bioczujnik umożliwia szybkie i dokładne badanie serologiczne pod kątem COVID-19
Pandemia COVID-19 sprawiła, że testy z zastosowaniem metody łańcuchowej reakcji polimerazy (PCR) i szybkie testy antygenowe stały się częścią naszej codzienności. Kolejnym kluczowym narzędziem, tym razem nie do wykrywania aktywnego zakażenia SARS-CoV-2, ale określania, czy osoba już wcześniej została zakażona, jest badanie serologiczne. Badania serologiczne umożliwiają kontrolowanie pandemii i zarządzanie nią. Wykrywają one obecność przeciwciał we krwi, dostarczając cennych informacji na temat rozpowszechnienia wirusa i dając wgląd w dynamikę odporności nabytej. Obecnie badania serologiczne pod kątem COVID-19 przeprowadzane są z użyciem popularnych technik badań immunologicznych. Tradycyjne testy immunologiczne oparte na mikropłytkach, takie jak test immunoenzymosorpcyjny (ELISA) i badanie metodą chemiluminescancji (CLIA) są wysoce czule, ale mogą być wykonywane wyłącznie przez wyszkolony personel w wyspecjalizowanych laboratoriach. Bywają także mogą czasochłonne ze względu na czas potrzebny na manipulację próbkami i inkubację wirusa. Z drugiej strony test immunochromatograficzny bocznego przepływu znacznie szybciej dostarcza wyników, ale jego niższa czułość nie gwarantuje dostatecznej dokładności i precyzji. Naukowcy wspierani z finansowanych przez UE projektów CoNVat, EVA-GLOBAL oraz RAIS opracowali i zwalidowali innowacyjny nanobioczujnik serologiczny, który szybko rozpoznaje i określa ilościowo przeciwciała SARS-CoV-2 w osoczu krwi. Bioczujnik dostarcza wyniki w niecałe 15 minut, eliminując konieczność wstępnej i późniejszej czasochłonnej obróbki próbki. Wyniki badania zostały opublikowane w czasopiśmie „Analytical Chemistry”. Optyczny czujnik oparty jest na technologii plazmonicznej. Bioczujnik rezonansu plazmonów powierzchniowych (SPR) wykorzystuje specjalnie zaprojektowany biochip z czujnikiem wykrywającym obecność różnych antygenów i wykazuje doskonałą skuteczność wykrywania na podstawie osocza, w niskim zakresie nanogramów na mililitr. Jak podają autorzy badania, jest on „znacznie niższy od szacowanych poziomów przeciwciał u pacjentów, które znajdują się w zakresie μg mL-1”.
Lepsze niż obecnie wykorzystywane metody komercyjne
Aby sprawdzić skuteczność technologii bioczujników, zespół naukowców przeprowadził szeroko zakrojone badania na podstawie próbek z dodatnim oraz negatywnym wynikiem na COVID-19 pobranych od pacjentów w dwóch szpitalach w Barcelonie (Hiszpania). W sumie przeanalizowano 120 próbek osocza, z których 100 pochodziło od pacjentów z wynikiem dodatnim, a 20 pobrano jeszcze przed wybuchem pandemii. Wyniki badania z wykorzystaniem bioczujnika porównano z tymi uzyskanymi z pomocą powszechnie wykorzystywanych metod takich jak ELISA, CLIA i LFA. Naukowcy ustalili, że czułość nowego rozwiązania wynosi 99 %, a swoistość 100 %, co przewyższa możliwości obecnie dostępnych technik. „Biorąc pod uwagę zdecentralizowane technologie, biosensor SPR bardzo dokładne wykrywa przeciwciała COVID-19 w ciągu 15 minut (podobnie jak LFA), z wiarygodnością diagnostyczną porównywalną z ELISA i CLIA”, informują autorzy badania. „Uzyskane przez nas wyniki potwierdzają korzyści, jakie oferuje technologia biosensorów plazmonicznych niewymagająca wykorzystywania znaczników – prostą, szybką i niezawodną metodę diagnostyczną”. Prace prowadzone przy wsparciu z projektów CoNVat (Combating 2019-nCoV: Advanced Nanobiosensing platforms for POC global diagnostics and surveillance), EVA-GLOBAL (European Virus Archive GLOBAL) i RAIS (Scalable, point-of-care and label free microarray platform for rapid detection of Sepsis) podkreślają potencjał bioczujników SPR jako alternatywnego narzędzia do szybkiej diagnostyki w klinikach. Więcej informacji: strona projektu CoNVat strona projektu EVA-GLOBAL strona projektu RAIS
Słowa kluczowe
CoNVat, EVA-GLOBAL, RAIS, COVID-19, SARS-CoV-2, pandemia, serologiczny, bioczujnik, przeciwciało, osocze, koronawirus
