SARS-CoV-2 — продолжает распространяться по всему миру. Тестирование на наличие вируса и его вариантов может помочь ограничить передачу и принять обоснованные решения о лечении и, следовательно, является важным элементом ответных мер общественного здравоохранения.
Теперь группа исследователей из Принстонского университета и Института Броуда Массачусетского технологического института и Гарварда создала простой в использовании диагностический тест на инфекцию COVID, который является более чувствительным, чем обычно используемые домашние тесты на антигены, а также позволяет быстрое и специфическое обнаружение вариантов SARS-CoV-2 в условиях оказания медицинской помощи. Исследование было опубликовано 30 мая 2022 года в журнале Nature Biomedical Engineering .
«Вирусные инфекции часто трудно обнаружить — как мы все поняли в первые дни пандемии SARS-CoV-2», — сказал Кэмерон Мирволд, доцент кафедры молекулярной биологии в Принстоне.
Усовершенствованный тест выявляет вирус с использованием другого механизма, чем более привычные клинические ПЦР или домашние тесты на антигены. Вместо этого тест обнаруживает вирус с помощью технологии, известной как CRISPR, которая нашла широкое применение в редактировании генов. CRISPR возник из системы, используемой бактериями для обнаружения и защиты от вирусных инфекций , и уникально подходит для быстрой идентификации конкретных генетических последовательностей.
Мирвольд ранее работал с членом Института Броуда и профессором Гарвардского университета Пардисом Сабети над разработкой теста на основе CRISPR, который можно было бы адаптировать для диагностики конкретных вирусных инфекций. После первой волны пандемии в 2020 году группа исследователей Мирвольда модифицировала свой тест, который они назвали SHINE, для обнаружения SARS-CoV-2 с поразительной чувствительностью.
«Первоначальная версия SHINE была больше похожа на лабораторный тест, — сказал Мирволд. «Мы хотели, чтобы можно было работать за пределами лаборатории, с конечной целью дать людям возможность самостоятельно тестировать или тестировать дома».
Джон Аризти-Санц, аспирант кафедры медицинской инженерии совместного факультета медицинских наук и технологий Гарварда и Массачусетского технологического института, наставником которого является Мирволд, возглавил совместные усилия двух исследовательских групп ученых по улучшению SHINE. Во-первых, группа сосредоточилась на устранении необходимости в специализированном оборудовании для подготовки образцов пациентов к тестированию. Затем они оптимизировали тест, чтобы его реагенты не нужно было хранить в морозильной камере, что позволяет легко транспортировать тест на большие расстояния.
Они назвали улучшенный тест «SHINEv.2». Убедившись, что измененный тест хорошо работает в их собственной лаборатории, группа отправила тестовый набор в лабораторию в Нигерии, чтобы проверить, сможет ли он выдержать длительный период в пути и сохранить свою точность и чувствительность. Так и было. Но затем перед командой встала новая задача.
«Пока мы работали над SHINEv.2, появились новые варианты SARS-CoV-2, поэтому мы хотели провести для них тесты», — сказал Мирволд.
Команда смогла быстро адаптировать SHINEv.2, чтобы различать инфекции, вызванные вариантами Alpha, Beta, Delta или Omicron SARS-CoV-2 в образцах пациентов, и сказать, что тест можно быстро модифицировать, чтобы выявить любые другие варианты, которые может возникнуть.
«Данные, указывающие на то, что этот подход можно использовать для различения вызывающих беспокойство вариантов SARS-CoV-2 путем дифференциального обнаружения геномных мутаций, могут позволить нам лучше подготовиться к появлению следующей мутации», — сказал Тони Ху, директор Центра интеллектуальных исследований. Президентская кафедра молекулярной диагностики и Уэзерхеда в Тулейнском университете. Ху просмотрел рукопись журнала Nature Biomedical Engineering .
Поскольку он проверяет все варианты сразу, для этой версии теста требуется одно специальное, но относительно недорогое оборудование для считывания результатов. Тем не менее, SHINEv.2 работает намного быстрее и требует гораздо меньше оборудования и опыта, чем современные подходы, используемые для идентификации вариантов SARS-CoV-2. Команда предполагает, что он будет в основном использоваться в кабинетах врачей, даже в отдаленных местах с ограниченными ресурсами, чтобы помочь врачам определить, какой вариант вируса поражает их пациента, и соответствующим образом адаптировать методы лечения.
Команда также хотела создать версию своего теста, которую могли бы использовать люди дома, что означало его оптимизацию, чтобы его можно было выполнять без какого-либо специального оборудования.
«Мы создали версию, полностью не требующую оборудования, которую можно проводить путем инкубации реакции с использованием тепла тела — удерживая его в подмышечной впадине — или при комнатной температуре», — сказал Мирволд. «Наша цель состояла в том, чтобы максимально снизить потребность в отоплении».
«Подход, о котором сообщают авторы, может внести значительный вклад в борьбу с пандемией, предоставив метод, требующий минимальной обработки или нагревания образцов», — сказал Ху.
Домашний тест не различает различные варианты вируса, но минимальная обработка образцов, используемая в этой версии SHINEv.2, была бы благом для домашнего пользователя, особенно с тестом, который может точно обнаруживать инфекцию с высокой чувствительностью, выбирая вверх по случаям, которые могут быть пропущены другими типами домашних тестов. Мирволд с оптимизмом смотрит на то, что SHINEv.2 скоро выйдет на передовую в битве против SARS-CoV-2 и любого другого нового патогена, который появится в будущем.
