Новый метод обнаружения РНК-вирусов, таких как SARS-CoV-2

Учёные из Университета Барселоны, Института передовой химии Каталонии (IQAC-CSIC), Института микроэлектроники Барселоны (IMB-CNM-CSIC) и Арагонского института нанонауки и материалов (INMA) разработали новый метод обнаружения РНК-вирусов на основе технологии триплекс-образующих зондов.

Эта инновационная методология открывает новые возможности для обнаружения вирусов, таких как SARS-CoV-2, вирус гриппа A (H1N1) или респираторно-синцитиальный вирус (RSV).

Полипуриновые шпильки для захвата вирусной РНК

Метод основан на способности полипуриновых шпилек (PPRH) захватывать вирусную РНК и образовывать высокоаффинный триплекс. Когда эта гибридная структура соединена с молекулярным зондом и помещена в контакт с образцом пациента, получается сигнал обнаружения вирусного агента. Метод назван Triplex Enhanced Nucleic Acid Detection Assay (TENADA).

PPRH — это немодифицированные одноцепочечные ДНК-шпильки, состоящие из двух зеркальных доменов антипараллельных полипуринов. Эти домены могут специфически связываться с полипиримидиновыми последовательностями в РНК вирусов, образуя антипараллельный триплекс.

Эффективная и более быстрая методология, чем ПЦР-тест

Преимущество метода PPRH в том, что его можно применять без участия обратной транскриптазы (фермента, преобразующего РНК в ДНК) или термоциклера (устройства для амплификации образцов генетического материала в ПЦР). Он обладает чувствительностью и специфичностью, эквивалентной ПЦР-тесту, и может давать результаты менее чем за час.

В исследовании использовалась стратегия сэндвич-гибридизации в нескольких биодетекторных устройствах. Она использует два олигонуклеотида: триплекс-образующую PPRH-шпильку в качестве захватывающего зонда и меченый дуплекс-образующий ДНК-олигонуклеотид в качестве детектирующего зонда.

Эта методология была реализована в компактном электрохимическом устройстве, изготовленном в IMB-CNM-CSIC, и в системе латерального потока с использованием плазмонных наночастиц, разработанной в INMA.

TENADA: Применения в биомедицинских исследованиях

PPRH ранее описывались в научной литературе как инструменты для нокдауна генов, в основном участвующих в развитии рака. Они также использовались в качестве зондов в биосенсорах для обнаружения малых молекул РНК (miRNA) и для диагностики пневмонии, вызванной грибком Pneumocystis jirovecii.

Новая методология TENADA эффективна не только для обнаружения вирусных частиц. Высокое сродство PPRH к вирусной РНК — это свойство, которое можно применить для ингибирования процесса репликации вируса. В настоящее время также изучаются противовирусные свойства полипуриновых шпилек CC1PPRH и CC2PPRH в клетках линии VeroE6, инфицированных вирионами SARS-CoV-2.