Nuwe pad na vinniger COVID-19-diagnose in goud geplavei
Die vinnige verspreiding van COVID-19, 'n siekte wat deur die SARS-CoV-2-virus veroorsaak word, het 'n openbare gesondheidskrisis regoor die wêreld geskep. Vroeë opsporing en isolasie van COVID-19 is die sleutel vir die beheer van siekteoordrag en die beskerming van kwesbare bevolkings. Die huidige standaard vir COVID-19-diagnose is omgekeerde transkriptase-polimerase-kettingreaksie (RT-PCR), 'n tegniek waarin virale gene opgespoor word nadat hulle veelvuldige siklusse van amplifikasie ondergaan het. Hierdie tegniek is egter tydrowend, skep 'n toetsagterstand oor diagnostiese sentrums en lei tot vertraagde diagnoses.
In 'n onlangse studie gepubliseer in Biosensors and Bioelectronics, het navorsers van Korea en China 'n nuwe nanotegnologie-gebaseerde platform bekendgestel wat die tyd wat nodig is vir COVID-19-diagnose kan verkort. Hul oppervlak-verbeterde Raman-verstrooiing (SERS)-PCR-opsporingsplatform - voorberei met behulp van goue nanopartikels (AuNP's) in die holtes van Au 'nanodimple' substrate (AuNDS'e) - kan virale gene opspoor na slegs 8 siklusse van amplifikasie. Dit is byna een derde van die getal wat met konvensionele RT-PCR benodig word.
"Konvensionele RT-PCR is gebaseer op die opsporing van fluoressensie seine, so 3–4 uur is nodig om SARS-CoV-2 op te spoor. Hierdie spoed is nie genoeg as in ag geneem word hoe vinnig COVID-19 versprei nie. Ons wou 'n manier vind om hierdie tyd ten minste met die helfte te verminder," sê prof. Jaebum Choo, wat die motivering agter die studie verduidelik. Gelukkig was die antwoord nie te ver nie. In 'n vorige studie wat in 2021 gepubliseer is, het prof. Choo se span 'n nuwe opsporingsplatform ontwikkel waarin hoë-sensitiwiteit SERS-seine geproduseer word deur AuNP's wat eenvormig in die holtes van AuNDS'e gerangskik is deur 'n tegniek genaamd DNA-hibridisasie. Op grond van hierdie vorige ontdekking het prof. Choo en sy span die nuwe SERS-PCR-platform vir COVID-19-diagnose ontwikkel.
Die nuut ontwikkelde SERS-PCR-toets gebruik SERS-seine om "brug-DNS" op te spoor—klein DNA-probies wat stadig afbreek in die teenwoordigheid van teikenvirusgene. Daarom, in monsters van pasiënte wat positief is vir COVID-19, neem die konsentrasie van brug-DNA (en dus die SERS-sein) voortdurend af met progressiewe PCR-siklusse. In teenstelling hiermee, wanneer SARS-CoV-2 afwesig is, bly die SERS-sein onveranderd.
Die span het die doeltreffendheid van hul stelsel getoets met behulp van twee verteenwoordigende teikenmerkers van SARS-CoV-2, naamlik die omhulselproteïen (E) en RNA-afhanklike RNA-polimerase (RdRp)-gene van SARS-CoV-2. Terwyl 25 siklusse benodig was vir RT-PCR-gebaseerde opsporing, het die AuNDS-gebaseerde SERS-PCR-platform slegs 8 siklusse benodig, wat die toetsduur aansienlik verminder het. "Hoewel ons resultate voorlopig is, verskaf dit 'n belangrike bewys-van-konsep vir die geldigheid van SERS-PCR as 'n diagnostiese tegniek. Ons AuNDS-gebaseerde SERS-PKR-tegniek is 'n belowende nuwe molekulêre diagnostiese platform wat die tyd wat nodig is vir geenopsporing aansienlik kan verkort in vergelyking met konvensionele RT-PKR-tegnieke. Hierdie model kan verder uitgebrei word deur 'n outomatiese monsternemer in te sluit om 'n volgende generasie molekulêre diagnostiese stelsel te ontwikkel," verduidelik prof. Choo.
Inderdaad, SERS-PCR kan 'n belangrike hulpmiddel in ons arsenaal teen die COVID-19-pandemie wees. Dit kan ook 'n paradigmaskuif op die gebied van molekulêre diagnostiek skep, wat 'n rewolusie sal veroorsaak hoe ons aansteeklike siektes opspoor en toekomstige epidemies aanpak.