Базираните на аптамер биосензори могат да революционизират откриването на вируси

Базираните на аптамер биосензори могат да революционизират откриването на вируси

Бързото и надеждно откриване на вируси е един от най-важните инструменти за контролиране на епидемии, от сезонен грип до глобални пандемии като COVID-19. Нов преглед, публикуван вБиозамърсителподчертава големия напредък в обещаващ клас диагностични инструменти, известни като базирани на аптамер биосензори, които биха могли да помогнат за по-бързо, по-евтино и по-преносимо тестване на вируси в клиники, общности и на терен.

Проучването, ръководено от изследователи от Далианския технологичен университет, изследва как късите нишки на ДНК или РНК, наречени аптамери, се правят и интегрират в биосензори от следващо поколение за откриване на вируси. Аптамерите могат да се свързват с вируси с висока точност, подобно на антителата, но са по-лесни за производство, по-стабилни при високи температури и по-лесни за модифициране за различни сензорни платформи.

Надеждното откриване на вируси е в основата на почти всяка реакция на общественото здравеопазване, от диагнозата на пациентите до наблюдението на епидемията. Нашият преглед показва, че базираните на аптамер биосензори бързо преодоляват празнината между лабораторната точност и практическата приложимост.

Jiuxing Li, автор-кореспондент

Традиционните методи за откриване на вируси като клетъчна култура, антигенно тестване и PCR са изиграли съществена роля в контрола на болестта, но идват с компромиси. Клетъчната култура е бавна и изисква специални съоръжения. Антигенните тестове може да нямат чувствителност. PCR е много точен, но изисква скъпи инструменти и обучен персонал. Тези ограничения могат да забавят откриването, особено в среди с ниски ресурси или високи изисквания.

Базираните на аптамер биосензори предлагат различен подход. Аптамерите се избират в лабораторията чрез процес, наречен SELEX, който идентифицира последователности, които се свързват плътно и специфично с вирусни мишени. За разлика от антителата, аптамерите са напълно синтетични, което позволява прецизен контрол върху тяхната структура, ефективност и цена.

Прегледът очертава последните нововъведения в селекцията на аптамери срещу вирусни протеини или цели вирусни частици, включително усъвършенствани SELEX техники, които подобряват скоростта, ефективността и ефективността на свързване. Тези разработки позволяват на аптамерите да вървят в крак с бързо мутиращите вируси, което е постоянно предизвикателство за много диагностични инструменти.

Веднъж избрани, аптамерите могат да бъдат включени в различни биосензори, които превръщат свързването на вируса в измерим сигнал. Авторите описват електрохимични сензори, които генерират електрически сигнали, флуоресцентни и променящи цвета анализи, които могат да се четат визуално, и усъвършенствани оптични платформи като повърхностен плазмонен резонанс и повърхностно подобрено раманово разсейване за високочувствително откриване.

„Тези биосензори могат да бъдат разработени за бързо тестване извън традиционните лаборатории“, каза съавторът Meng Liu. „Някои платформи могат да предоставят резултати за минути, изискват минимална подготовка на пробите и могат да се управляват с преносими или ръчни устройства.“

Важно е, че прегледът подчертава, че базираните на аптамер биосензори не се ограничават до клинична диагностика. Те също така показват голям потенциал за мониторинг на околната среда, безопасност на храните и системи за ранно предупреждение, които откриват вируси на повърхности, във вода или във въздуха, преди да ескалират епидемии.

Авторите също се занимават с оставащи предизвикателства, включително широкомащабно валидиране, стандартизация и интегриране в работни процеси за тестване в реалния свят. Те отбелязват, че комбинирането на аптамерна технология с микрофлуиди, наноматериали и инструменти за анализ на данни може допълнително да подобри производителността и надеждността.

„Нашата цел е да предоставим ясна рамка за изследователите и разработчиците“, каза Ли. „Като разберем както силните страни, така и оставащите препятствия, можем да ускорим превода на тези биосензори от лабораторията към практически приложения.“

Тъй като светът продължава да се подготвя за бъдещи вирусни заплахи, базираните на аптамер биосензори могат да се превърнат във важна част от глобалния диагностичен инструментариум, предоставяйки по-бърз и по-гъвкав начин за откриване на вируси, където и когато се появят.

източници: