Тестирование на COVID-19 требует высокоточного лабораторного оборудования и технических навыков. Эти ограничения снижают скорость отслеживания COVID-19, что затрудняет замедление распространения заболевания.
Также необходимо провести генетическое секвенирование образцов для тестирования конкретных вариантов, поскольку разные штаммы SARS-CoV-2 имеют разную скорость передачи.
Быстрые и простые в использовании тесты на различные варианты SARS-CoV-2 могут улучшить отслеживание, лечение и общую реакцию на пандемию COVID-19 во всем мире.
Один из разработанных образцов - Мишерлок, был представлен учеными из Гарвардского университета и Массачусетского технологического института (MIT) в Кембридже. Результаты этой работы опубликованы в журнале Science Advances.
MiSHERLOCK-это недорогой диагностический тест на основе CRISPR, который позволяет пользователям самостоятельно проверять варианты SARS-CoV-2 дома, используя свою слюну. Для получения результата требуется один час.
Как был разработан тест Мишерлока
Чтобы определить цели для своего теста, исследователи провели биоинформационный анализ определенной области генома SARS-CoV-2, которая отвечает за репликацию вируса.
Было обнаружено, что область гена, нуклеопротеина, является общей для различных вариантов вируса и не имеет общих черт с другими коронавирусами. Используя "молекулярные ножницы" на основе CRISPR, эта область гена была вырезана для получения флуоресцентного сигнала, который может служить результатом теста. Были также созданы дополнительные тесты для выявления известных вариантов SARS-CoV-2.
Хотя слюна редко используется в клинических образцах, несколько исследований показали, что ее можно использовать в диагностических тестах так же, как мазки из носа и горла.
Одна из причин, по которой слюна используется реже, заключается в том, что она требует обработки перед анализом, чтобы избежать ложноположительных сигналов. Чтобы решить эту проблему, исследователи добавили химические вещества, называемые DTT и EFTA, в образцы слюны, а затем нагрели их до 95° C в течение 3 минут. Это разрушило ферменты слюны, ответственные за создание ложноположительных сигналов.
Затем полученные нуклеиновые кислоты выливают на абсорбирующую целлюлозную мембрану и помещают в реакционную зону с температурой 37° C. В течение 55 минут можно наблюдать визуальный флуоресцентный индикатор, указывающий, присутствует ли в образце SARS-CoV-2.
В дополнение к устройству, проводящему тест, было создано приложение для смартфона, основанное на алгоритме цветовой сегментации, чтобы помочь пользователям интерпретировать свои результаты.
Точность теста
В тест вошли 27 человек с инфекцией SARS-CoV-2 и 21 человек без инфекции. Точность идентификации составила 96% и 95% соответственно. Устройство также правильно идентифицировало различные варианты вируса.
Сфера применения miSHERLOCK
Люди могут использовать miSHERLOCK в качестве простого, недорогого, быстрого и точного теста на SARS-CoV-2. По словам исследователей, тесты особенно востребованы в местах оказания медицинской помощи, когда необходимо быстро принять решение относительно назначения лечения. Устройство может помочь в будущих исследованиях COVID-19, например, при оценке потребности в бустерных вакцинах.
Само устройство не сохраняет персональные данные, приложение отображает результаты только для пользователя. При необходимости вы можете настроить его так, чтобы он сообщал о результатах выбранным пользователям, например руководителю школы или компании.
Могут ли такие устройства появиться в украинских больницах
MiSHERLOCK, включая все протестированные компоненты, стоит 15 долларов, при повторном использовании корпуса и электроники-менее 6 долларов. В массовом производстве исследователи оценивают стоимость теста в 2-3 доллара.
Камеру устройства можно распечатать на 3D-принтере, остальные компоненты приобретаются по низкой цене. Белки и другие реагенты, необходимые для проведения тестов, можно приобрести у поставщиков биотехнологий.
Ограничения исследования
По словам Уильяма Шаффнера, профессора профилактической медицины Университета Вандербильта в Нэшвилле, следует иметь в виду, что нынешняя работа была небольшим ранним доказательством концепции исследования, которое проводилось в строго контролируемых лабораторных условиях. Перед его широким использованием необходимо пройти оценку в крупномасштабных исследованиях.
