Český biočip spolehlivě detekuje covid, prokázala studie. Rychleji než PCR
Biočip rychlý jako antigenní test a spolehlivý jako PCR. Tým odborníků z Fyzikálního ústavu Akademie věd ČR dosáhl milníku při vývoji metody na detekci viru SARS-CoV-2 způsobujícího onemocnění covid-19, s níž přišel již v počátcích pandemie. Nynější výzkum biosenzorů, na kterých je systém založen, potvrdil jejich citlivost a spolehlivost a otevřel tak nové možnosti pro další vývoj.
„Výhoda biočipů je v opakovaném použití, než dojde k pozitivnímu záchytu. Nejlepší poměr cena výkon se jeví v době, kdy bude pandemie odeznívat a bude třeba hlídat, aby se nákaza znovu nezavlekla do firmy nebo úřadu,“ přiblížila vedoucí výzkumu Hana Lísalová z Fyzikálního ústavu AV ČR možné uplatnění v praxi.
„Výsledkům našeho současného výzkumu předcházela mnohaletá práce na vývoji biočipů určených pro detekci jiných patogenů, jako je třeba původce žloutenky nebo E. coli. Po vypuknutí pandemie covidu-19 nás napadlo využít je také pro detekci viru SARS-CoV-2,“ uvedla.
Vedoucí výzkumného týmu Hana Lísalová
Foto: Akademie věd ČR
Základní výzkum se teď podařilo dotáhnout do konce a prokázat funkčnost a spolehlivost vyvinutého řešení. Výsledky výzkumu publikoval prestižní časopis ACS Applied Materials and Interfaces.
Nová varianta by neměla snížit citlivost detekce
Průlomová technologie kombinuje fyzikální, chemické a biologické principy. Systém funguje na bázi funkčního biočipu, na kterém je nanesena tenká vrstvička polymeru. Na něj jsou poté navázány protilátky, které specificky zachytávají virus. Díky této speciální úpravě se na biočipu ostatní částice nezachytí a jsou odplaveny pryč.
Zmíněné protilátky navázané na tzv. antifoulingovém kartáči reagují na virový N-protein, který je stabilnější a nepodléhá mutacím v takové míře jako S-protein. Podle Lísalové se to ukazuje souběžně s tím, jak se objevují nové varianty viru SARS-CoV-2.
„Mutace se N-proteinu totiž vyhýbají a je více stabilní, takže i když se vyskytne nová varianta, nemělo by to citlivost detekce zásadně poznamenat. Lze to usuzovat i z toho, že biočip využíváme už rok a půl, takže jsme se setkali s více variantami koronaviru. Je to jeho velká výhoda do budoucna,“ konstatovala.
Rychlejší než PCR
Metoda navíc těží z absence úpravy vzorků, kdy detekovaný N-protein tvoří komplexy s virovou RNA, tudíž se signál přirozeně zesiluje. Díky tomu je tato metoda nejen podobně spolehlivá, ale také výrazně rychlejší v porovnání s klasickými PCR testy, u kterých je nutné nejprve izolovat virovou RNA.
Na vývoji a optimalizaci biočipu se podíleli též virologové z Biologického centra AV ČR a Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích. Připravovali a testovali vzorky obsahující infekční virové částice, pomáhali optimalizovat detekci a stanovit citlivost senzoru, rovněž kontrolovali výsledky pomocí standardních metod detekce koronaviru.
Jako klíčová se podle Lísalové ukázala i spolupráce s dalšími vědeckými pracovišti v Česku i v zahraničí. „Zejména spolupráce s týmem An-Suei Yanga z tchajwanské Academia Sinica, který vyvinul a poskytl nám protilátku,“ doplnila.
Lísalová se nechala slyšet, že doufá, že do praxe bude moci daná technologie jít „velmi brzy“.
Výzkumníci z Fyzikálního ústavu se snaží aplikaci vyvíjených biočipových systémů přenést i do praxe - pracují např. na přenosném robotickém systému ve spolupráci se společností CARDAM Solution.
