Κοροναϊός : Φορητό τεστ εντοπίζει μέσα σε λίγα λεπτά ακόμα και το στέλεχος του κοροναϊού

Ένα νέο φορητό τεστ διαγιγνώσκει την COVID-19 μέσα σε ένα τέταρτο της ώρας ενώ συγχρόνως ανιχνεύει και άλλους ιούς όπως ο ιός της γρίπης, τα συμπτώματα του οποίου μοιάζουν με εκείνα του νέου κορωνοϊού προκαλώντας σύγχυση. Και όχι μόνο αυτό: η εξέταση που διεξάγεται με χρήση ενός  μηχανήματος… τσέπης προσφέρει και αλληλούχηση του SARS-CoV-2, δείχνοντας ποιο στέλεχος του ιού έχει προσβάλει το άτομο. Το νέο ταχύ «πολυ-τεστ» ονομάζεται «NIRVANA» και μόλις παρουσιάστηκε online στην επιθεώρηση «Med».

Με ένα (φθηνό) τεστ πολλά αποτελέσματα

Το φορητό σύστημα ανίχνευσης του νέου κορωνοϊού (και όχι μόνο) NIRVANA (Πηγή: Mo Li/KAUST)

«Πρόκειται για μια μέθοδο ανίχνευσης ιών και επιτήρησης η οποία δεν απαιτεί ακριβό εξοπλισμό όπως συμβαίνει με άλλες προσεγγίσεις» ανέφερε ο Χουάν Κάρλος Ισπίσουα Μπελμόντε, καθηγητής στο Εργαστήριο Γονιδιακής Εκφρασης του Ινστιτούτου Βιολογικών Σπουδών Salk στη Λα Χόγια της Καλιφόρνιας και ένας εκ των κύριων συγγραφέων της σχετικής μελέτης για το NIRVANA και προσέθεσε: «Μπορούμε να επιτύχουμε με ένα φορητό τεστ αυτό που οι άλλοι επιτυγχάνουν διεξάγοντας δύο ή τρία διαφορετικά τεστ σε διαφορετικά μηχανήματα».

Οι περιορισμοί της PCR

Σήμερα η πιο ακριβής προσέγγιση για διάγνωση του νέου κορωνοϊού είναι η εξέταση PCR (Polymerase Chain Reaction, αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης) με την οποία ανιχνεύεται το γενετικό υλικό του ιού. Ωστόσο, αν το δείγμα είναι αρνητικό, η PCR δεν παρέχει περαιτέρω πληροφορίες σχετικά με το αν υπάρχει άλλος ιός ο οποίος προκαλεί τα συμπτώματα που προσομοιάζουν με εκείνα της COVID-19 – εκτός βέβαια και αν διεξαχθούν επιπλέον τεστ PCR με επιπλέον δείγματα για ανίχνευση άλλων ιών. Ακόμη όμως και αν το δείγμα βγει θετικό στον SARS-CoV-2, δεν δίνονται περαιτέρω πληροφορίες σχετικά με το ποιο στέλεχος του ιού έχει προσβάλει το άτομο – για να συμβεί αυτό πρέπει να γίνει αλληλούχηση του ιικού γονιδιώματος με ακριβά μηχανήματα αλληλούχησης νέας γενιάς.

Η ταχεία μέθοδος RPA επιτρέπει την ταυτόχρονη ανίχνευση ιών

Οι ερευνητές από το Ινστιτούτο Salk σε συνεργασία με συναδέλφους τους από το Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας King Abdullah στη Σαουδική Αραβία χρησιμοποίησαν μια άλλη προσέγγιση ανίχνευσης του γενετικού υλικού που ονομάζεται RPA (isothermal recombinase polymerase amplification). Σε αντίθεση με την PCR κατά τη διεξαγωγή της οποίας εφαρμόζεται η εναλλαγή υψηλότερων και χαμηλότερων θερμοκρασιών προκειμένου να διαχωριστούν οι έλικες του DNA και να αντιγραφούν, η μέθοδος RPA χρησιμοποιεί πρωτεΐνες για να επιτύχει το ίδιο αποτέλεσμα μέσα σε μόνο 15-20 λεπτά. Μάλιστα η συγκεκριμένη τεχνολογία επιτρέπει στους επιστήμονες να αντιγράφουν μεγαλύτερα τμήματα DNA και να διερευνούν πολλά γονίδια ταυτοχρόνως. «Συνειδητοποιήσαμε γρήγορα ότι μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτήν την τεχνική όχι μόνο για την ανίχνευση του SARS–CoV-2 αλλά και άλλων ιών ταυτοχρόνως» σημείωσε ο Μο Λι, επίκουρος καθηγητής Βιοεπιστήμης στο Πανεπιστήμιο King Abdullah ο οποίος ήταν εκείνος που είχε πρώτος τη σύλληψη για χρήση της μεθόδου RPA ενάντια στον νέο κορωνοϊό.

Ελεγχος 96 δειγμάτων ταυτοχρόνως

Στη νέα μελέτη τους οι καθηγητές Λι, Ισπίσουα Μπελμόντε και οι συνεργάτες τους περιγράφουν μια μικρή, φορητή συσκευή η οποία μπορεί να ελέγξει 96 δείγματα ταυτοχρόνως με χρήση της τεχνικής RPA. Εχουν ονομάσει μάλιστα τη μέθοδό τους ΝΙRVANA (ακρωνύμιο του nanopore sequencing of isothermal rapid viral amplification for near real-time analysis).

Η μέθοδος NIRVANA προσφέρει ταυτόχρονο έλεγχο τον δειγμάτων για τον ιό SARS-CoV-2, τη γρίπη τύπου Α, τον ανθρώπινο αδενοϊό και για άλλους κορωνοϊούς εκτός του SARS-CoV-2. Σύμφωνα με τους ερευνητές, μέσα σε μόλις 15 λεπτά, η συσκευή ξεκινά να εξάγει τα θετικά και αρνητικά αποτελέσματα για ύπαρξη του νέου κορωνοϊού. Και μέσα σε τρεις ώρες ολοκληρώνει την ανάλυση και των 96 δειγμάτων – συμπεριλαμβανομένης της αλληλούχησης πέντε περιοχών του SARS-CoV-2 οι οποίες τείνουν να συσσωρεύουν μεταλλάξεις οδηγώντας στη γέννηση νέων παραλλαγμένων στελεχών όπως το βρετανικό στέλεχος που αυτή τη στιγμή κυριαρχεί σε πλήθος χωρών.

Επιτυχημένες δοκιμές της NIRVANA

Οι ερευνητές δοκίμασαν τη μέθοδο NIRVANA σε δέκα δείγματα τα οποία ήταν γνωστό πως ήταν θετικά στον SARS-CoV-2, σε 60 δείγματα που δεν ήταν γνωστό αν ήταν θετικά ή αρνητικά στον SARS-CoV-2 καθώς και σε δείγματα από λύματα. Σε όλες τις περιπτώσεις η μέθοδος ταυτοποίησε ποιοι ιοί υπήρχαν στα δείγματα. Τα δεδομένα της αλληλούχησης επέτρεψαν επίσης στους επιστήμονες να προσδιορίσουν την προέλευση του SARS-CoV-2 στα θετικά δείγματα – για παράδειγμα διαχώρισαν τα στελέχη που προέρχονταν από την Κίνα από εκείνα που προέρχονταν από την Ευρώπη.

Ταχεία ανίχνευση σε σχολεία, αεροδρόμια, λιμάνια

«Ο σχεδιασμός της μεθόδου είναι πολύ ευέλικτος και μπορούμε να την προσαρμόσουμε στο να ανιχνεύει και άλλα παθογόνα, ακόμη και τα νέα και αναδυόμενα» σημείωσε ο δρ Λι. Προσέθεσε πως καθώς το σύστημα είναι φορητό και μικρό, θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ταχεία ανίχνευση του ιού σε σχολεία, αεροδρόμια και λιμάνια καθώς και για τον έλεγχο των λυμάτων προκειμένου να «συλλαμβάνονται» νέοι ιοί.

Υποσχόμενη λύση και για τις πιθανές μελλοντικές πανδημίες

«Η πανδημία μάς παρέχει δύο σημαντικά μαθήματα: πρώτον ότι πρέπει να κάνουμε ευρεία και ταχεία εξέταση του πληθυσμού και δεύτερον ότι πρέπει να γνωρίζουμε ποια στελέχη του κυκλοφορούν. Η μέθοδος NIRVANA αποτελεί μια υποσχόμενη λύση για να αντιμετωπίσουμε τις προκλήσεις όχι μόνο της τρέχουσας πανδημίας αλλά επίσης και των πιθανών μελλοντικών πανδημιών» κατέληξε ο καθηγητής Ισπίσουα Μπελμόντε.