Niedrogie, nieinwazyjne urządzenie, które wykorzystuje światło i ślinę do szybkiego badania przesiewowego pacjentów z Covid-19

Zespół naukowców z ICFO i IrsiCaixa donosi o opracowaniu niedrogiego, przenośnego, nieinwazyjnego urządzenia, które wykorzystuje światło i ślinę do testowania pacjentów z Covid-19 w czasie krótszym niż 30 minut. Wyniki pokazały, że urządzenie może wykryć bardzo niskie stężenia SARS-CoV-2 z czułością 91,2% i swoistością 90%, podobnie do testu PCR, ale tak szybko jak test antygenowy.

Rozprzestrzenianie się wirusa Covid-19 stało się czynnikiem zmieniającym zasady gry w medycynie w 2020 roku. Badania rozkwitły i idą pełną parą, aby spróbować znaleźć rozwiązania różnymi drogami; Z jednej strony szczepienia kontrolujące rozprzestrzenianie się chorób, az drugiej poszukiwanie technologii testowania, które mogą być dostępne i dostępne dla każdego na całym świecie. Początkowo PCR był jedną z niewielu dostępnych technologii, które były w stanie zapewnić dokładne wyniki, ale technika ta była droga i wymagała specjalistycznego personelu oraz sprzętu do jej wdrożenia. Ze względu na rosnące zapotrzebowanie na testy, testowanie antygenów stało się później znacznie szybszą i tańszą alternatywą, ale mniej wiarygodną, ​​ponieważ była mniej czuła niż poprzednio.

W niedawnym badaniu opublikowanym w Ekspresowa optyka biomedycznaBadacze ICFO Rubaya Hussain, Alfredo Ungaro, Elena Waggs, kierowana przez profesora Valerio Bruneri, we współpracy z badaczami Marią L. Marta Massanella, Lourdes Mateu, Eulalia Grau, Bonaventura Clotet, kierowana przez Jorge Carrillo z IrsiCaixa AIDS Research Institute, wykazali i opracowali nową technologię zdolną do zapewnienia szybkiego i niezawodnego wykrywania SARS-CoV-2 w próbkach śliny na COVID- 19 testów. Zespół osiągnął znacznie niższy limit wykrywalności niż testy antygenowe, a po przeprowadzeniu ślepego testu na ponad 50 pacjentach uzyskał wyniki o czułości 91,2% i swoistości 90%.

potrzeba

Pracując codziennie z pacjentami z COVID-19, badacze IrsiCaixa, Marisa Rodriguez i Jorge Carrillo, przypominają, że „na początku pandemii wiedzieliśmy, że bardzo ważne jest wykrycie wszystkich zarażonych osób w celu kontrolowania rozprzestrzeniania się wirusa. Dlatego naukowcy z IrsiCaixa , z Bonaventurą, spotkali się z Clotet jest na czele inicjatywy i dostrzegli potrzebę znalezienia alternatywy dla testów PCR i antygenowych, która łączyłaby zalety obu, a także wykrywałaby zakażenie SARS-CoV-2 ze śliny próbek, ponieważ jest to znacznie prostsze i mniej inwazyjne do uzyskania u większości pacjentów. Mając to na uwadze, skontaktowali się z ICFO w poszukiwaniu technologii do obrazowania i urządzeń diagnostycznych wykorzystujących światło, opracowanej przez zespół Valerio Pruneriego. Alfredo Ongaro, badacz ICFO, żywo wspomina: „Naukowcy z IrsiCaixa skontaktowali się z nami, aby sprawdzić, czy możemy znaleźć rozwiązanie problemu testowania i dostarczyć nowe urządzenie, które mogłoby wykryć SARS-COV-2 ze śliny, unikając bolesnego wymazu z nosa pobieranie próbek i uzyskiwanie dokładnych wyników w krótkich przedziałach czasowych, być może tak szybko, jak test antygenowy”

przepływomierz

Zespół opracował przepływomierz wirusów, urządzenie, które wykorzystuje światło do wykrywania stężenia wirusa w płynie przepływającym przez bardzo małą rurkę zwaną kanałem mikroprzepływowym.

Urządzenie wykorzystuje kilka kropel śliny i znaczniki światła fluorescencyjnego. Po pobraniu śliny ze śliny jamy ustnej pacjenta wprowadzamy ją do roztworu zawierającego przeciwciała fluorescencyjne. Jeśli ślina zawiera jakiekolwiek cząsteczki wirusa, przeciwciała fluorescencyjne przykleją się do wirusa”.

Rabieh Hussain, badacz w Międzynarodowym Centrum Dzieciństwa (ICFO)

Następnie „czytnik zbiera próbkę i wysyła ją do kanału mikroprzepływowego, który przechodzi przez konfigurację wykrywania oświetlenia laserowego. Laser oświetla próbkę i jeśli obecne są cząsteczki wirusa, wyemituje unikalny sygnał wzmocnienia fluorescencji. W mniej niż Po 1 minucie odczyt jest przeliczany na piki na specjalnym wykresie.System ostrzega nas, że próbka jest pozytywna.

Zespół ICFO wykonał ślepy test z 54 próbkami dostarczonymi przez IrsiCaixa i był w stanie potwierdzić 31 z 34 pozytywnych przypadków tylko 3 fałszywie negatywnymi. Ponadto zmierzyli 3834 kopii wirusa na mililitr, czyli co najmniej trzy razy mniej niż dostępne na rynku szybkie testy antygenowe, co oznacza, że ​​urządzenie jest w stanie wykryć obecność wirusa przy bardzo niskich stężeniach.

Urządzenie, z którego może korzystać każdy i wszędzie

Na koniec badaczka ICFO Ewelina Wajs podkreśla: „Nasze urządzenie jest bardzo wszechstronne. Wybierając odpowiednie przeciwciała, tę technologię można również dostosować do wykrywania innych wirusów, takich jak koronawirus sezonowy lub wirus grypy, a nawet mikroorganizmy w wodzie, takie jak Legionella i E-coli, z bardzo szybkim czasem reakcji, w odniesieniu do zależnych od kultury standardów złota.”

Naukowcy zauważają, że jedno urządzenie może wykonać do 2000 testów dziennie. Komponenty składające się na urządzenie są tanie i dostępne w handlu na półkach, co pozwala na jego produkcję na dużą skalę. Ponadto technologia ta obejmuje również zmniejszenie zapotrzebowania na opakowania z tworzyw sztucznych dzięki szeroko zakrojonym testom w jednym urządzeniu, co sprzyja polityce ekologicznej.

Wreszcie, ze względu na niski koszt i prostą konstrukcję operacyjną, może być doskonałym rozwiązaniem do diagnozowania i kontroli rozprzestrzeniania się w krajach o niskich dochodach, w których dostęp do opieki zdrowotnej i szczepionek jest ograniczony dla całej populacji. Fakt, że nie musi być obsługiwany przez wyspecjalizowany personel ani znajdować się w specjalistycznym laboratorium, może przełożyć się na jego zastosowanie do masowych badań przesiewowych ludności w zatłoczonych miejscach, takich jak restauracje, szkoły, urzędy, teatry i kina.