Brzo širenje COVID-19, bolesti uzrokovane virusom SARS-CoV-2, stvorilo je krizu javnog zdravlja širom svijeta. Rano otkrivanje i izolacija COVID-19 ključni su za kontrolu prijenosa bolesti i zaštitu ranjivih populacija. Trenutni standard za dijagnozu COVID-19 je lančana reakcija reverzne transkriptaze-polimeraze (RT-PCR), tehnika u kojoj se virusni geni otkrivaju nakon što prođu višestruke cikluse amplifikacije. Međutim, ova tehnika oduzima mnogo vremena, stvara zaostatak testiranja u dijagnostičkim centrima i dovodi do odgođenih dijagnoza.

U nedavnoj studiji objavljenoj u Biosensors and Bioelectronics, istraživači iz Koreje i Kine predstavili su novu platformu zasnovanu na nanotehnologiji koja može skratiti vrijeme potrebno za dijagnozu COVID-19. Njihova platforma za detekciju ramanskog rasejanja (SERS)-PCR-pripremljena korišćenjem zlatnih nanočestica (AuNP) u šupljinama Au 'nanodimple' supstrata (AuNDS) - može otkriti virusne gene nakon samo 8 ciklusa amplifikacije. To je skoro jedna trećina broja potrebnog za konvencionalni RT-PCR.

“Konvencionalni RT-PCR baziran je na detekciji fluorescentnih signala, tako da su za otkrivanje SARS-CoV-3 potrebna 4-2 sata. Ova brzina nije dovoljna s obzirom na to koliko se brzo širi COVID-19. Željeli smo pronaći način da smanjimo ovo vrijeme barem za polovicu,” kaže prof. Jaebum Choo, objašnjavajući motivaciju iza studije. Na sreću, odgovor nije bio predaleko. U prethodnoj studiji objavljenoj 2021. godine, tim prof. Chooa je razvio novu platformu za detekciju u kojoj se visokoosetljivi SERS signali proizvode od strane AuNP-ova jednoliko raspoređenih u šupljinama AuNDS-a kroz tehniku koja se zove hibridizacija DNK. Na osnovu ovog prethodnog otkrića, prof. Choo i njegov tim razvili su novu SERS-PCR platformu za dijagnozu COVID-19.

Novorazvijeni SERS-PCR test koristi SERS signale za otkrivanje „mosne DNK“—male DNK sonde koje se polako razgrađuju u prisustvu ciljnih virusnih gena. Stoga, u uzorcima pacijenata pozitivnih na COVID-19, koncentracija DNK mosta (a samim tim i SERS signala) kontinuirano opada s progresivnim PCR ciklusima. Nasuprot tome, kada je SARS-CoV-2 odsutan, SERS signal ostaje nepromijenjen.

Tim je testirao efikasnost svog sistema koristeći dva reprezentativna ciljna markera SARS-CoV-2, naime, gen envelope protein (E) i RNA zavisna RNA polimeraza (RdRp) gena SARS-CoV-2. Dok je za detekciju zasnovanu na RT-PCR-u bilo potrebno 25 ciklusa, SERS-PCR platforma zasnovana na AuNDS-u zahtevala je samo 8 ciklusa, što je značajno smanjilo trajanje testiranja. “Iako su naši rezultati preliminarni, oni pružaju važan dokaz koncepta za valjanost SERS-PCR-a kao dijagnostičke tehnike. Naša SERS-PCR tehnika zasnovana na AuNDS je obećavajuća nova molekularna dijagnostička platforma koja može značajno skratiti vrijeme potrebno za detekciju gena u poređenju sa konvencionalnim RT-PCR tehnikama. Ovaj model se može dalje proširiti ugradnjom automatskog uzorkivača za razvoj molekularnog dijagnostičkog sistema nove generacije,” objašnjava prof. Choo.

Zaista, SERS-PCR bi mogao biti važan alat u našem arsenalu protiv pandemije COVID-19. To bi također moglo stvoriti promjenu paradigme u polju molekularne dijagnostike, revolucionirajući način na koji otkrivamo zarazne bolesti i rješavamo buduće epidemije.

ŠTA UZIMATI IZ OVOG ČLANKA:

U nedavnoj studiji objavljenoj u Biosensors and Bioelectronics, istraživači iz Koreje i Kine predstavili su novu platformu zasnovanu na nanotehnologiji koja može skratiti vrijeme potrebno za dijagnozu COVID-19.
Chooov tim je razvio novu platformu za detekciju u kojoj se visokoosjetljivi SERS signali proizvode od strane AuNP-ova jednoliko raspoređenih u šupljinama AuNDS-a kroz tehniku koja se zove DNK hibridizacija.
Trenutni standard za dijagnozu COVID-19 je lančana reakcija reverzne transkriptaze-polimeraze (RT-PCR), tehnika u kojoj se virusni geni otkrivaju nakon što prođu višestruke cikluse amplifikacije.