Platforma połączona ze smartfonem pomaga w szybkim wykrywaniu COVID-19
Pandemia COVID-19 uwidoczniła braki w zakresie niezawodnej identyfikacji osób zakażonych wirusem SARS-CoV-2, w tym bezobjawowych nosicieli. Konwencjonalne metody diagnostyki molekularnej dzielą się na dwie podstawowe kategorie - metody oparte na wykrywaniu antygenów wirusowych oraz RNA wirusów. Szybkie testy antygenowe, takie jak testy immunochromatograficzne, są szeroko stosowane ze względu na ich prostotę, niski koszt i szybkie wyniki. Jeśli chodzi o ich czułość, daleko im do metod wykrywających RNA wirusów, takich jak reakcja łańcuchowa polimerazy (PCR). Choć badanie to pozostaje standardem i wzorem dokładności, jego przeprowadzenie wymaga specjalistycznej infrastruktury i przeszkolonego personelu.
Innowacyjna technologia
W ramach finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu DECISION powstało rewolucyjne, przenośne rozwiązanie diagnostyczne pozwalające na szybkie wykrywanie COVID-19, wykorzystujące najnowocześniejszą technologię wzmocnienia sterowanego impulsowo (PCA). Technologia ta opiera się na enzymatycznej amplifikacji RNA wirusa SARS-CoV-2, umożliwiając precyzyjne i specyficzne wykrywanie wirusa. W przeciwieństwie do konwencjonalnych testów PCR, które wymagają długich faz ogrzewania i chłodzenia, badanie PCA wykorzystuje krótkie impulsy elektryczne do ogrzania niewielkiej części objętości próbki. Miejscowe ogrzewanie pozwala na przyspieszenie cyklu, skracając czas potrzebny na amplifikację z kilku godzin do zaledwie 15-25 minut.
Korzyści względem konwencjonalnych metod
Jedną z głównych zalet badania opracowanego w ramach projektu DECISION jest jego szybkość, zwłaszcza w zestawieniu z powszechnie wykorzystywanymi metodami. Pomimo niezawodności, przeprowadzenie testu metodą PCR zwykle wymaga kilku godzin i warunków laboratoryjnych. Czas oczekiwania na wynik często oznacza, że pacjenci muszą pozostać w kwarantannie do czasu potwierdzenia rezultatu, co może prowadzić do dalszego rozprzestrzeniania wirusa. Platforma DECISION może być używana w dowolnym miejscu, od punktów szybkich testów na lotniskach po szpitale, a nawet w zaciszu własnego domu pacjenta. Co więcej, metoda opracowana przez zespół projektu DECISION jest nie tylko szybsza, ale także bardziej przystępna cenowo. Energooszczędny charakter i minimalne zapotrzebowanie na energię elektryczną pozwalają na obniżenie kosztów produkcji urządzeń, dzięki czemu można je wykorzystać w wielu sytuacjach. Jednorazowy charakter mikroprzepływowego układu zastosowanego w platformie dodatkowo zwiększa wygodę jej użytkowania, umożliwiając korzystanie z urządzenia bez potrzeby przejścia specjalistycznego szkolenia lub wykorzystywania drogich urządzeń. Co istotne, to niewielkie urządzenie wymaga minimalnej ilości energii i może być zasilane za pomocą baterii lub złącza USB, dzięki czemu idealnie nadaje się do użytku w dowolnych miejscach, w tym przy łóżku pacjenta. „Celem tego nowatorskiego rozwiązania jest udostępnienie przystępnego cenowo, jednorazowego i łatwego w użyciu urządzenia testowego, które może dostarczyć dokładne wyniki w ciągu kilku minut”, wyjaśnia Johannes Peham, koordynator projektu.
Czułość i elastyczność
Kolejną zaletą nowego rozwiązania jest jego czułość - dzięki zastosowaniu urządzenia możliwe jest wykrycie zaledwie 10-100 kopii wirusowego RNA w pojedynczej reakcji. Ten wysoki poziom czułości umożliwia dokładną identyfikację nawet niskich poziomów materiału genetycznego wirusa, dzięki czemu test nadaje się do wczesnego wykrywania COVID-19 - w tym u pacjentów, u których nie występują jeszcze objawy. Choć zespół projektu DECISION koncentrował się na wykrywaniu wirusa SARS-CoV-2, elastyczność platformy zapewnia również możliwość wykrywania innych patogenów. Dzięki możliwości zmiany specyficznych dla sekwencji oligonukleotydów stosowanych w teście, technologia PCA może być wykorzystana do wykrywania szerokiej gamy wirusów i bakterii, dzięki czemu stanowi wszechstronne narzędzie diagnostyczne. „Tego rodzaju dywersyfikacja zwiększy użyteczność urządzenia i wpływ jego wykorzystania na zdrowie publiczne”, podsumowuje Peham.
Słowa kluczowe
DECISION, COVID-19, SARS-CoV-2, RNA wirusa, reakcja łańcuchowa polimerazy, wzmocnienie kontrolowane impulsowo, wirus, diagnostyka, opieka przyłóżkowa, szybki test
