Le nuove strisce reattive aumentano la posta in gioco nella diagnostica basata sui geni

Quando è iniziata la pandemia, le persone che non si sentivano bene hanno dovuto fare lunghe file per i test di laboratorio della reazione a catena della polimerasi (PCR) e poi aspettare due giorni per scoprire se avevano il COVID-19.

Oltre al notevole inconveniente, uno dei principali svantaggi è stata la grande e costosa logistica richiesta per tali test di laboratorio, mentre ritardare i test aumentava il rischio di diffusione della malattia.

Ora un team di ingegneri biomedici dell’Università del Nuovo Galles del Sud a Sydney ha sviluppato una nuova tecnologia che fornisce strisce reattive altrettanto accurate dei test PCR di laboratorio ma che forniscono immediatamente un rilevamento rapido delle malattie. Secondo la ricerca pubblicato In Comunicazioni sulla naturaNon è solo la salute pubblica quella da cui la tecnologia può trarre beneficio.

La ricercatrice capo, la professoressa Ewa Goldies, della Graduate School of Biomedical Engineering dell'UNSW, afferma che la nuova tecnologia è come avere una “PCR in tasca” e che apre possibilità per la diagnostica biomedica e ambientale nell'industria alimentare e agricola e per la gestione della biosicurezza.

“Non solo possiamo rilevare facilmente sequenze genetiche specifiche in un campione, ma, a differenza della PCR, possiamo farlo a temperatura ambiente utilizzando una striscia reattiva proprio come il noto test RAT-COVID: sai già cosa farne. ” “Quindi non sarà più necessario attendere un test PCR in futuro”, afferma. Anche il costo è molto basso: attualmente meno di pochi dollari per test”.

L'autore dello studio, il dottor Fei Ding, aggiunge che le nuove strisce reattive potrebbero accelerare la risposta rapida agli agenti patogeni emergenti come le malattie cutanee streptococciche trasmesse dalle zanzare, rivelare punti caldi di resistenza agli antibiotici o aiutare nella ricerca di specie animali in via di estinzione.

“Ciò potrebbe trasformare il controllo delle infezioni umane e animali, così come gli sforzi di quarantena e conservazione della biodiversità”, afferma. “Crediamo di aver creato un nuovo standard nel biosensing, in cui i nostri test basati sui geni potranno essere eseguiti ovunque, in qualsiasi momento e praticamente da chiunque”.

Come funziona

Per portare le nuove strisce reattive agli standard PCR, il team ha prima realizzato piccoli nanocerchi di DNA contenenti una breve sequenza di DNA bersaglio, come il virus Covid, afferma il coautore Dr. Yi Li. Ogni nanocerchio misura solo circa 2 nanometri, troppo piccolo per essere visto con qualsiasi microscopio.

I nanocircoli di DNA e il campione testato sono stati miscelati con proteine ​​CRISPR/Cas.

Queste proteine ​​– note per essere associate alla tecnologia di editing genetico CRISPR/Cas – sono state programmate dal team dell’UNSW per tagliare il DNA per nanocircuiti – ma solo quando attivate dal DNA del patogeno bersaglio.

“L’interazione di una proteina CRISPR/Cas opportunamente programmata con il gene bersaglio che stiamo cercando di scoprire fa sì che i nanocircuiti del DNA si disfacciano, diventino lineari e diventino ‘pseudo-bersagli’”, afferma il dottor Lee.

Questo nuovo approccio provoca una reazione a catena molecolare.

“Abbiamo liberato un'enorme serie di bersagli contraffatti che sono facili da rilevare utilizzando le strisce reattive, anche se ci sono solo poche molecole del gene bersaglio originale”, aggiunge il dottor Lee.

Il metodo è stato dimostrato su campioni del coronavirus emergente (Covid-19) e del batterio Helicobacter pylori, che causa ulcere allo stomaco.

Guarda con interesse

Il professor Goldies afferma che la risposta del settore all'innovazione del team è stata molto positiva.

“L'implementazione industriale e clinica della nostra tecnologia nell'industria australiana è già iniziata, con l'obiettivo di sostenere la produzione in patria. Ci baseremo sull'infrastruttura industriale emergente per la produzione di vaccini a RNA.”

Secondo lei, alcune applicazioni del nuovo metodo di biosensing potrebbero riguardare la biosicurezza, dove le strisce reattive possono rilevare specie marine potenzialmente invasive; Scienze ambientali in cui il test del DNA di campioni ambientali può indicare la presenza o l'assenza di una particolare specie in pericolo di estinzione; e l’entusiasmante utilizzo di strisce biosensoriali per rilevare le cellule tumorali.

“Nel nostro studio pubblicato, siamo stati anche in grado di rilevare mutazioni tumorali nei campioni di pazienti in un contesto clinico”, afferma il professor Goldis. “Speriamo che questo apra la strada verso un monitoraggio completo dei pazienti sottoposti a trattamenti contro il cancro”.

La ricerca è stata condotta da ricercatori affiliati all’Università del New South Wales e al Garvan Institute of Medical Research.