Разработан новый метод экспресс-тестов на COVID-19 c помощью смартфона

Команда ученых из Института Гладстоуна, Калифорнийского университета в Беркли и Сан-Франциско создали принципиально новую технологию тестирования на COVID-19. Результаты можно узнать буквально за 30 минут, а сам тест провести с помощью камеры смартфона. Работа опубликована в Cell, кратко о ней сообщает Medical Xpress.

Методика новых тестов была разработана в сотрудничестве с доктором философии, исследовательницей Мединститута Говарда Хьюза и профессора Калифорнийского университета Дженнифер Дудна, которая получила Нобелевскую премию по химии 2020 года за совместное открытие редактирования генома CRISPR-Cas. Технология легла в основу и этой работы.

Как отмечают исследователи, одна из проблем существующего метода ПЦР заключается в том, коронавирус — это РНК-вирус, поэтому вирусная РНК сначала должна быть преобразована в ДНК, а затем амплифицирована, или размножена, чтобы ее можно было обнаружить.

Новый тест основан на технологии редактирования генов CRISPR. В данном случае этапы преобразования РНК в ДНК с последующей амплификацией не требуются. Метод ориентирован на прямое обнаружение вирусной РНК.

«Одна из причин, по которой мы рады диагностике на основе CRISPR, — это возможность получения быстрых и точных результатов в нужный момент, — говорит Дудна. — Это особенно полезно в местах с ограниченным доступом к тестированию или когда тесты нужно делать часто, а результат получать быстро».  

В новом тесте вместо белка CRISPR под названием Cas9, который распознает и расщепляет ДНК, был использован белок Cas13, который расщепляет РНК. Сas13 объединяется с репортерной молекулой, которая становится флуоресцентной при разрезании, а затем смешивается с образцом из мазка пациента из носа. Образец помещается в устройство, которое подключается к смартфону. Если образец содержит РНК SARS-CoV-2, Cas13 будет активирован и разрежет репортерную молекулу, что вызовет флуоресцентный сигнал. Камера смартфона, по сути преобразованная в микроскоп, сможет определить флуоресценцию и сообщить, что мазок положительный на вирус.

  Фото: Medical Xpress Устройство, которое позволяет определить COVID-19. Авторы — Дениэл Флетчер и Мелани Отт

При этом новый диагностический тест показывает не только результат — положительный или отрицательный, он также способен измерить вирусную нагрузку, или концентрацию SARS-CoV-2, вызывающего COVID-19.

Как заявила руководительница исследования Мелани Отт, более простой химический состав в сочетании с камерой смартфона сокращает время обнаружения и не требует сложного лабораторного оборудования. Анализ может быть адаптирован к различным мобильным телефонам, что сделает технологию легкодоступной.

Когда ученые протестировали свое устройство на образцах пациентов, оказалось, что оно обнаружило набор положительных образцов за 5 минут для случаев с высокой вирусной нагрузкой и за 30 — с низкой.  

Исследователи также отмечают, что анализ может быть адаптирован к различным мобильным телефонам, что сделает технологию легкодоступной.

Российские ученые представили тесты, выявляющие коронавирус за 20 минут

Тромбоз после коронавируса: смертность, лечение, профилактика