Универсальная платформа для обнаружения вирусов ускорит диагностику
Быстрое и точное выявление вируса в широких масштабах — ключ к борьбе с инфекционными заболеваниями, такими как COVID-19. Новая стратегия вирусной диагностики с использованием реактивных полимеров и двухцепочечных РНК послужит предварительным тестером для широкого спектра вирусов с повышенной чувствительностью.
В настоящее время наиболее широко используемой методологией обнаружения вирусов является ПЦР-диагностика (PCR), которая амплифицирует и обнаруживает фрагмент генома вируса. Для этого теста необходимо предварительное знание соответствующих праймерных нуклеиновых кислот вируса.
Платформа обнаружения, разработанная исследователями KAIST, выявляет вирусную активность без амплификации специфических нуклеиновых кислот-мишеней. Исследовательская группа под совместным руководством профессора Шенга Ли и профессора Юсика Кима с кафедры химической и биомолекулярной инженерии создала универсальную платформу обнаружения вирусов, используя отличительные особенности поверхности, модифицированной полимером PPFPA, и двухцепочечных РНК.
Ключевой принцип этой платформы — использование поверхностей, модифицированных реактивным полимером, которые служат универсальной основой для иммобилизации функциональных молекул. Эти активированные поверхности можно использовать в широком спектре применений, включая разделение, доставку и обнаружение. Поскольку длинные двухцепочечные РНК являются обычными побочными продуктами вирусной транскрипции и репликации, эти поверхности с PPFPA могут обнаруживать присутствие различных видов вирусов без предварительного знания их геномных последовательностей.
«Мы использовали поверхность кремния, модифицированную PPFPA, для разработки универсальной платформы обнаружения вирусов, иммобилизируя антитела, которые распознают двухцепочечные РНК», — сказал профессор Ким.
Чтобы повысить чувствительность обнаружения, исследовательская группа разработала двухэтапный процесс обнаружения, аналогичный сэндвич-иммуноферментному анализу (ELISA), где связанные двухцепочечные РНК затем визуализируются с помощью антител, меченных флуорофором, которые также распознают вторичную структуру РНК.
Платформа может обнаруживать длинные двухцепочечные РНК и визуализировать их как в смеси РНК, так и в общем клеточном лизате, который содержит смесь обильных загрязнителей, таких как ДНК и белки. Исследовательской группе успешно удалось обнаружить повышенные уровни вирусов гепатита C и A с помощью этого инструмента.
«Эта новая технология позволяет нам взглянуть на обнаружение вирусов с новой точки зрения. Нацеливаясь на общий биомаркер — вирусные двухцепочечные РНК — мы можем разработать платформу предварительного скрининга, которая может быстро дифференцировать инфицированное население от неинфицированного», — сказал профессор Ли.
«Эта платформа обнаружения дает новые перспективы для диагностики инфекционных заболеваний. Это обеспечит быстрое и точное диагностирование инфицированного населения и предотвратит массовые вспышки», — сказал профессор Ким.