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O teste microplaqueta-baseado novo do antígeno pode fornecer a detecção ultrasensitive de SARS-CoV-2, gripe A

Os pesquisadores em UC Santa Cruz desenvolveram um teste microplaqueta-baseado novo do antígeno que pudesse fornecer a detecção ultrasensitive de SARS-CoV-2 e de gripe A, os vírus que causam COVID-19 e gripe, respectivamente.

O teste é sensível bastante detectar um por um e identificar antígenos virais individuais em amostras nasais do cotonete. Esta técnica ultrasensitive podia eventualmente ser desenvolvida porque uma ferramenta diagnóstica molecular para o uso do ponto--cuidado. Os pesquisadores relataram seus resultados em um 4 de maio publicado papel nas continuações da Academia Nacional das Ciências.

Este é um biosensor microplaqueta-baseado capaz de detectar proteínas individuais um de cada vez, e nós mostramos como pode ser usado para detectar ao mesmo tempo e identificar os antígenos para doenças múltiplas.”

Holger Schmidt, estuda o autor e professor superior, elétrico e engenharia informática, UC Santa Cruz

“É uma maneira nova inteira de procurar biomarkers moleculars, não somente para doenças infecciosas, mas para todos os biomarkers da proteína usados no teste médico,” Schmidt adicionado, que guardara a cadeira de Kapany na óptica electrónica e dirige o W.M. Keck Centro para Nanoscale Optofluidics na escola do Baskin de UCSC da engenharia.

A bandeira de ouro actual para diagnosticar as infecções SARS-CoV-2 usa a tecnologia do PCR para amplificar pequenas quantidades do material genomic do vírus, e as amostras são analisadas em laboratórios centralizados tais como o laboratório diagnóstico clínico do Colligan de UCSC. Os testes do antígeno, que detectam proteínas virais, são mais rápidos e mais fáceis usar-se e ter sido aprovado para o teste no ponto do cuidado (por exemplo, os escritórios do doutor) e mesmo para o uso familiar, mas os estes testes não são considerados exacto bastante para a tomada de decisão clínica, e seus resultados podem exigir a confirmação com uma técnica mais segura.

O teste microplaqueta-baseado novo do antígeno é não somente altamente sensível, mas igualmente permite o teste simultâneo para vírus múltiplos de uma amostra.

Isto é importante para doenças tais como COVID-19 e gripe que têm sintomas similares. As medidas executadas para controlar a pandemia COVID-19 reduziram a incidência da gripe dramàtica, mas no futuro os doutores podem precisar um teste rápido que possa lhes dizer que vírus respiratório um paciente é contaminado com.

O laboratório de Schmidt, em colaboração com o grupo de Aaron Hawkins do co-autor na universidade de Brigham Young, abriu caminho “a tecnologia da microplaqueta optofluidic” para diagnósticos biomedicáveis, combinando o microfluidics (canais minúsculos para segurar amostras líquidas em uma microplaqueta) com o sistema ótico integrado para a análise óptica de únicas moléculas.

Para desenvolver o teste novo do antígeno, a equipe de Schmidt projectou uma ponta de prova fluorescente brilhante bastante que os marcadores individuais pudessem ser detectados óptica na microplaqueta. “A capacidade para detectar marcadores que individuais os meios lá não são nenhuma necessidade para uma etapa da amplificação, que remova alguma da complexidade do processamento,” ele explicou.

O laboratório de Schmidt tem desenvolvido testes para outras doenças infecciosas quando COVID-19 emergiu como um pandémico global no ano passado. No início, terra da pesquisa a uma parada como uma parada programada nacional manteve todos em casa. Mas era claro a Schmidt que a tecnologia que diagnóstica seu laboratório desenvolvia para o vírus de Zika e outras doenças infecciosas poderiam ser adaptadas para COVID-19.

“Uma vez que fomos permitidos nós vir para trás ao laboratório para a pesquisa essencial, meus estudantes começaram entrar trabalhar sós no laboratório em um teste do coronavirus,” Schmidt disse. “Era um esforço heróico por meus estudantes para desenvolver a partir do zero estes testes. Nós fomos fechados primeiramente pela pandemia, e então os incêndios violentos batida e nós tiveram que evacuar nossas amostras a Stanford e fechá-las outra vez. Mas mantiveram-se ir.”

O aluno diplomado Alexandra Stambaugh conduziu o esforço e é primeiro autor do papel. A equipe trabalhou com o laboratório diagnóstico do terreno para obter amostras nasais do cotonete para testar. Usaram somente as amostras que tinham testado o negativo para o coronavirus, adicionando antígenos virais às amostras em concentrações clìnica relevantes para validar os testes.

O teste usa do “uma aproximação do sanduíche anticorpo” de uso geral para immunoassays. Neste caso, os anticorpos específicos para o antígeno do alvo são anexados aos microbeads magnéticos, de modo que todo o antígeno do alvo actual na amostra cole aos grânulos. Após o lavagem, um segundo anticorpo com o marcador fluorescente anexado é adicionado, e liga a todo o antígeno do alvo actual nos grânulos.

Os marcadores fluorescentes são anexados aos anticorpos por um espaçador que possa ser fendido pela luz ultravioleta, que libera os marcadores para correr através da microplaqueta da detecção onde são detectados um por um. Os pesquisadores anexaram um marcador verde ao anticorpo do coronavirus e um marcador vermelho ao anticorpo da gripe para distinguir entre os dois vírus.

Source:
Journal reference:

Stambaugh, A., et al. (2021) Optofluidic multiplex detection of single SARS-CoV-2 and influenza A antigens using a novel bright fluorescent probe assay. Proceedings of the National Academy of Sciences. doi.org/10.1073/pnas.2103480118.