Biosenzori temeljeni na aptamerima mogli bi revolucionarizirati otkrivanje virusa

Biosenzori temeljeni na aptamerima mogli bi revolucionarizirati otkrivanje virusa

Brzo i pouzdano otkrivanje virusa jedan je od najvažnijih alata za kontrolu epidemija, od sezonske gripe do globalnih pandemija poput COVID-19. Nova recenzija objavljena uBiokontaminantističe veliki napredak u obećavajućoj klasi dijagnostičkih alata poznatih kao biosenzori temeljeni na aptamerima koji bi mogli pomoći u pružanju bržeg, jeftinijeg i prijenosnijeg testiranja virusa u klinikama, zajednicama i na terenu.

Studija, koju su vodili istraživači s Tehnološkog sveučilišta Dalian, ispituje kako se kratke niti DNK ili RNK, nazvane aptameri, izrađuju i integriraju u biosenzore sljedeće generacije za detekciju virusa. Aptameri se mogu vezati na viruse s velikom preciznošću, slično antitijelima, ali ih je lakše proizvesti, stabilniji su na visokim temperaturama i lakše ih je modificirati za različite senzorske platforme.

Pouzdano otkrivanje virusa temelj je gotovo svakog javnozdravstvenog odgovora, od dijagnoze pacijenta do nadzora epidemije. Naš pregled pokazuje da biosenzori temeljeni na aptamerima brzo premošćuju jaz između laboratorijske točnosti i praktične primjenjivosti.”

Jiuxing Li, dopisni autor

Tradicionalne metode otkrivanja virusa kao što su kultura stanica, testiranje antigena i PCR odigrale su bitnu ulogu u kontroli bolesti, ali dolaze s kompromisima. Kultura stanica je spora i zahtijeva posebne objekte. Antigenski testovi možda nisu osjetljivi. PCR je vrlo precizan, ali zahtijeva skupe instrumente i obučeno osoblje. Ova ograničenja mogu odgoditi otkrivanje, osobito u okruženjima s malo resursa ili visokim zahtjevima.

Biosenzori na bazi aptamera nude drugačiji pristup. Aptameri se odabiru u laboratoriju kroz proces nazvan SELEX, koji identificira sekvence koje se čvrsto i specifično vežu za virusne mete. Za razliku od antitijela, aptameri su potpuno sintetski, što omogućuje preciznu kontrolu njihove strukture, učinka i cijene.

Pregled opisuje nedavne inovacije u odabiru aptamera protiv virusnih proteina ili cijelih čestica virusa, uključujući napredne SELEX tehnike koje poboljšavaju brzinu, učinkovitost i učinak vezivanja. Ovaj razvoj omogućuje aptamerima da drže korak s virusima koji brzo mutiraju, što je stalni izazov za mnoge dijagnostičke alate.

Nakon odabira, aptameri se mogu ugraditi u razne biosenzore koji pretvaraju vezanje virusa u mjerljivi signal. Autori opisuju elektrokemijske senzore koji generiraju električne signale, fluorescentne testove i testove s promjenom boje koji se mogu vizualno očitati, te napredne optičke platforme kao što je površinska plazmonska rezonancija i površinski pojačano Ramanovo raspršenje za vrlo osjetljivu detekciju.

"Ovi biosenzori mogu se razviti za brzo testiranje izvan tradicionalnih laboratorija", rekao je koautor Meng Liu. "Neke platforme mogu dati rezultate u nekoliko minuta, zahtijevaju minimalnu pripremu uzorka i njima se može upravljati s prijenosnim ili ručnim uređajima."

Važno je da pregled naglašava da biosenzori temeljeni na aptamerima nisu ograničeni na kliničku dijagnostiku. Također pokazuju veliki potencijal za praćenje okoliša, sigurnost hrane i sustave ranog upozoravanja koji otkrivaju viruse na površinama, u vodi ili u zraku prije nego što epidemija eskalira.

Autori se također bave preostalim izazovima, uključujući validaciju velikih razmjera, standardizaciju i integraciju u tijekove rada testiranja u stvarnom svijetu. Napominju da bi kombiniranje tehnologije aptamera s mikrofluidikom, nanomaterijalima i alatima za analizu podataka moglo dodatno poboljšati performanse i pouzdanost.

"Naš cilj je pružiti jasan okvir za istraživače i programere", rekao je Li. "Razumijevanjem prednosti i preostalih prepreka, možemo ubrzati prijenos ovih biosenzora iz laboratorija u praktične primjene."

Dok se svijet nastavlja pripremati za buduće virusne prijetnje, biosenzori temeljeni na aptamerima mogli bi postati važan dio globalnog dijagnostičkog alata, pružajući brži i fleksibilniji način otkrivanja virusa gdje god i kad god se pojave.

Izvori: