Новый домашний тест на COVID может обнаружить определенные варианты всего за час

Домашний тест на коронавирус, разработанный учеными из Массачусетского технологического института (MIT), Гарвардского университета и больниц в районе Бостона, может сообщить пользователям в течение часа, есть ли у них COVID и каким типом они заразились.

Большинство доступных в настоящее время домашних тестов — это быстрые тесты на антигены, которые не так надежны, как тесты ПЦР, доступные в официальных медицинских центрах скрининга. Тестирование на определенные типы нового коронавируса менее доступно, поскольку отсутствие глобального доступа к генетическому тестированию вызывает задержки в отслеживании и реагировании на новые варианты по всему миру.

Хелена де Пуч, ведущий автор исследования нового устройства и научный сотрудник Института биологической инженерии Висса Гарвардского университета, сообщила MIT News Desk.

Новое устройство SHERLOCK (miSHERLOCK) с минимальным набором инструментов призвано исправить эти проблемы, предоставляя простой в использовании и доступный тест, который использует образец слюны для проверки на наличие вируса и конкретных вариантов и может быть собран с 3D-принтером и общедоступен. компоненты по цене около 15 долларов (это может снизить цену до 2 или 3 долларов, если машина серийно производится).

miSHERLOCK использует основанную на CRISPR технологию под названием High Sensitivity Enzyme Reporter Opening (SHERLOCK), разработанную Джимом Коллинзом, автором исследовательских работ и главным преподавателем Гарвардского института биоинженерии Wyss.

Технология Шерлока использует CRISPR «молекулярные ножницы» для поиска вирусной РНК в образцах слюны путем вырезания РНК или ДНК в определенных местах. Этот метод также разрезает одноцепочечные ДНК-зонды для получения флуоресцентного сигнала.

По сообщению MIT News Office, команде нужно было включить этап предварительной обработки, который инактивирует ферменты, называемые нуклеазами слюны, которые разрушают нуклеиновые кислоты, такие как РНК. После того, как образец попадает в устройство, устройство использует тепло и два химических реагента для разрушения нуклеазы. Затем вирусная РНК извлекается и концентрируется путем пропускания слюны через мембрану, которая удерживает РНК на своей поверхности.

Испытательная установка с батарейным питанием состоит из двух камер: камеры для подготовки проб с подогревом и камеры для реакции без подогрева.

Использование тестового устройства представляет собой простой трехэтапный процесс. Сначала пользователь плюется в камеру для пробоподготовки, включает нагрев и ждет от трех до шести минут, чтобы слюна прошла через фильтр. Затем пользователь снимает фильтр и переносит его в реакционную камеру, толкает поршень, который откладывает фильтр в камеру, и перфорирует резервуар для воды, чтобы активировать реакцию Шерлока.

Менее чем через час пользователь проверяет, могут ли они видеть флуоресцентный сигнал через окно в реакционной комнате, а затем может использовать прилагаемое приложение для смартфона для анализа пикселей, чтобы поставить четкий положительный или отрицательный диагноз.

«Наша цель состояла в том, чтобы поставить диагноз, который является полностью автономным и не требует какого-либо другого оборудования», — сказал Сяо Тан, научный сотрудник Института Висса и преподаватель гастроэнтерологии в Массачусетской больнице общего профиля. «Обычно пациент плюет в это устройство, а затем вы нажимаете на поршень и через час получаете ответ».

Устройство является модульным и может содержать до четырех модулей, каждый из которых ищет свою последовательность целевой РНК. Исходный модуль включает направляющие цепи РНК, которые обнаруживают любой штамм нового коронавируса, в то время как другие модули могут включать направляющие цепи для поиска конкретных вариантов.

Соавтор Девора Наджар, научный сотрудник MIT Media Lab и Collins Lab, объяснила, что модули для новых вариантов могут быть созданы примерно за две недели, что позволит быстро разработать тесты для новых вариантов.

По данным Института Висса, устройство было протестировано на образцах слюны 27 пациентов с COVID-19 и 21 здорового пациента и выявило положительных пациентов с коронавирусом в 96% случаев и отрицательных пациентов в 95% случаев.

Устройство также было протестировано на его производительность для определения альфа-, бета- и гамма-вариантов SARS-CoV-19 (дельта-вариант не был распространен в начале исследования), и устройство смогло эффективно идентифицировать варианты.

«Когда начался проект miSHERLOCK, почти не было наблюдения за вариантами SARS-CoV-2. Мы знали, что отслеживание вариантов будет невероятно важно при оценке долгосрочного воздействия COVID-19 на местные и глобальные сообщества, поэтому мы настаивали на том, чтобы создать диагностическую платформу. Децентрализованная, гибкая и действительно простая в использовании », — сказал Коллинз в пресс-релизе Wyss Institute, подчеркнув, что команда« рада работать с промышленными партнерами, чтобы сделать ее коммерчески доступной ».