Новая фотонная технология быстро и надежно находит коронавирус в слюне

«Наш инструмент, для которого требуется всего несколько капель слюны, будет полезен для массового скрининга в таких условиях, как рестораны, школы, офисы, театры и кинотеатры», — сказал исследователь Альфредо Онгаро из ICFO.

Исследователи из ICFO — Института фотонных наук и Исследовательского института СПИДа IrsiCaixa в Испании продемонстрировали новый недорогой портативный прибор, который манипулирует светом и жидкостью для быстрого и надежного обнаружения SARS-CoV-2 в образцах слюны. Хотя новое устройство все еще находится на стадии исследований, оно может обеспечить более высокую чувствительность, чем современные экспресс-тесты на антигены COVID-19, а также быть более быстрым и экономичным, чем ПЦР-тесты, пишет medicalxpress.com.

«Наш инструмент, для которого требуется всего несколько капель слюны, будет полезен для массового скрининга в таких условиях, как рестораны, школы, офисы, театры и кинотеатры», — сказал исследователь Альфредо Онгаро из ICFO. «Более того, технологию можно легко адаптировать для обнаружения маркеров других патогенов, в том числе тех, которые могут быть связаны с будущими вспышками».

В журнале Biomedical Optics Express исследователи сообщают, что система правильно обнаружила 91,2% положительных случаев COVID-19 и 90% отрицательных случаев при тестировании более 50 предварительно замороженных образцов слюны. Тест может измерять очень небольшие количества вируса, как тесты ПЦР, но так же быстро, как экспресс-тесты на антигены.

Новый прибор, который исследователи называют считывателем проточной вирометрии, основан на модификации проточной цитометрии, лазерной техники, использующей флуоресценцию для подсчета или анализа клеток. Вместо подсчета клеток новое устройство обнаруживает световое излучение флуоресцентных антител, которые связываются со специфическими вирусными частицами. Он может предоставить количественные результаты менее чем за 30 минут, используя прибор размером с обувную коробку.

«Благодаря своей низкой стоимости и простоте конструкции ридер проточной вирометрии может быть особенно полезен для стран с низким уровнем дохода и ограниченным доступом к здравоохранению», — сказал Онгаро. Кроме того, неспециалисты могут легко управлять устройством, а тестирование можно проводить где угодно, поскольку не требуется специализированная лаборатория, объяснили Мариса Родригес и Хорхе Каррильо, исследователи из Исследовательского института СПИДа IrsiCaixa.

Сделать лучший тест

Новый прибор был разработан в результате сотрудничества между группой оптоэлектроники ICFO во главе с Валерио Прунери и научно-исследовательским институтом СПИДа IrsiCaixa, центром, специализирующимся на инфекционных заболеваниях.

«Считыватель проточной вирометрии, который мы разработали в ICFO, вместе с методологией IrsiCaixa для обнаружения вирусов в слюне создают надежную и осуществимую альтернативу существующим тестам», — сказал Рубайя Хуссейн, исследователь ICFO. «Считыватель можно легко собрать из имеющихся в продаже компонентов, и он позволяет выполнять до 2000 тестов в день с использованием одного устройства».

Для проведения теста образец слюны помещают в раствор, содержащий флуоресцентные антитела, которые будут присоединяться к частицам SARS-CoV-2. Затем образец обрабатывается считывателем проточной вирометрии, который использует один микрожидкостный канал для прохождения образца через установку лазерного освещения и обнаружения. Если в растворе присутствуют вирусные частицы, они заметно изменяют флуоресценцию образца, предоставляя информацию, которую можно использовать для расчета концентрации вируса.

Определение пределов обнаружения

Исследователи откалибровали новый прибор, определив его пределы обнаружения, используя набор подготовленных образцов слюны, содержащих известное количество вируса. «Мы получили выдающийся результат, обнаружив 3834 копии вируса на миллилитр», — сказала Эвелина Вайс, исследователь из ICFO. «Это как минимум на три порядка ниже, чем у коммерчески доступных экспресс-тестов на антигены, что показывает, что наше устройство может обнаруживать присутствие вируса в образцах с очень низкой концентрацией».

Затем они оценили эффективность системы для обнаружения SARS-CoV-2 в клинических образцах. Для этого они провели слепой тест замороженных образцов слюны более чем 50 человек с положительным результатом на COVID-19 и неинфицированных. Прибор надежно обнаружил 31 из 34 положительных образцов пациентов с COVID-19 и 18 из 20 отрицательных образцов SARS-CoV-2, которые ранее были проанализированы с помощью ПЦР-тестирования. Хотя предлагаемая технология может заменить или дополнить тесты ПЦР, необходимы дополнительные эксперименты для клинической оценки сходства двух методов.

В настоящее время исследователи работают над созданием интегрированного считывателя проточной вирометрии для одновременного анализа антигенов и антител SARS-CoV-2. Такое тестовое устройство могло бы идентифицировать активные инфекции, а также предоставлять информацию об иммунном ответе на предыдущую инфекцию или вакцинацию. Это позволит быстро проверить эффективность вакцины и поможет определить, нужны ли дополнительные ревакцинации.

Прежде чем перейти к этапу коммерциализации, исследователи проведут серию дополнительных тестов, чтобы повысить статистику и специфичность устройства. «Однако мы стремимся начать новое сотрудничество, и устройство готово к сдаче в аренду другим организациям, чтобы они также могли изучить весь потенциал и универсальность нашей системы», — сказал Прунери.