Biosenzorii pe bază de aptamer ar putea revoluționa detectarea virusului

Biosenzorii pe bază de aptamer ar putea revoluționa detectarea virusului

Detectarea rapidă și fiabilă a virusului este unul dintre cele mai importante instrumente pentru controlul focarelor, de la gripa sezonieră la pandemii globale precum COVID-19. O nouă recenzie publicată înBiocontaminantevidențiază progrese majore într-o clasă promițătoare de instrumente de diagnostic cunoscute sub numele de biosenzori pe bază de aptameri, care ar putea ajuta la testarea virusului mai rapidă, mai ieftină și mai portabilă în clinici, comunități și în domeniu.

Studiul, condus de cercetătorii de la Universitatea de Tehnologie Dalian, examinează modul în care sunt produse și integrate în biosenzorii de ultimă generație catenele scurte de ADN sau ARN, numite aptameri, pentru detectarea virusului. Aptamerii se pot lega de viruși cu mare precizie, similar cu anticorpii, dar sunt mai ușor de produs, mai stabili la temperaturi ridicate și mai ușor de modificat pentru diferite platforme de detectare.

Detectarea fiabilă a virusului este baza aproape a oricărui răspuns de sănătate publică, de la diagnosticarea pacientului până la supravegherea focarelor. Analiza noastră arată că biosenzorii pe bază de aptameri reduc rapid decalajul dintre precizia de laborator și aplicabilitatea practică.”

Jiuxing Li, autor corespondent

Metodele tradiționale de detectare a virusului, cum ar fi cultura celulară, testarea antigenului și PCR, au jucat un rol esențial în controlul bolii, dar vin cu compromisuri. Cultura celulară este lentă și necesită facilități speciale. Testele antigene pot lipsi de sensibilitate. PCR este foarte precisă, dar necesită instrumente scumpe și personal instruit. Aceste limitări pot întârzia detectarea, în special în medii cu resurse reduse sau cu cerere mare.

Biosenzorii pe bază de aptamer oferă o abordare diferită. Aptamerii sunt selectați în laborator printr-un proces numit SELEX, care identifică secvențe care se leagă strâns și specific de ținte virale. Spre deosebire de anticorpi, aptamerii sunt complet sintetici, permițând un control precis asupra structurii, performanței și costului lor.

Revizuirea subliniază inovațiile recente în selecția aptamerilor împotriva proteinelor virale sau a particulelor întregi de virus, inclusiv tehnici avansate SELEX care îmbunătățesc viteza, eficiența și performanța de legare. Aceste evoluții permit aptamerilor să țină pasul cu virușii cu mutații rapide, ceea ce reprezintă o provocare continuă pentru multe instrumente de diagnosticare.

Odată selectați, aptamerii pot fi încorporați într-o varietate de biosenzori care convertesc legarea virusului într-un semnal măsurabil. Autorii descriu senzori electrochimici care generează semnale electrice, teste fluorescente și de schimbare a culorii care pot fi citite vizual și platforme optice avansate, cum ar fi rezonanța plasmonilor de suprafață și împrăștierea Raman îmbunătățită la suprafață pentru detectarea extrem de sensibilă.

„Acești biosenzori pot fi dezvoltați pentru testare rapidă în afara laboratoarelor tradiționale”, a spus co-autorul Meng Liu. „Unele platforme pot oferi rezultate în câteva minute, necesită o pregătire minimă a probelor și pot fi operate cu dispozitive portabile sau portabile.”

Important, revizuirea subliniază faptul că biosenzorii pe bază de aptamer nu se limitează la diagnosticarea clinică. Ele arată, de asemenea, un potențial mare pentru monitorizarea mediului, siguranța alimentelor și sistemele de avertizare timpurie care detectează viruși pe suprafețe, în apă sau în aer înainte de escaladarea focarelor.

Autorii abordează, de asemenea, provocările rămase, inclusiv validarea pe scară largă, standardizarea și integrarea în fluxurile de lucru de testare din lumea reală. Ei observă că combinarea tehnologiei aptamer cu microfluidica, nanomaterialele și instrumentele de analiză a datelor ar putea îmbunătăți și mai mult performanța și fiabilitatea.

„Scopul nostru este să oferim un cadru clar pentru cercetători și dezvoltatori”, a spus Li. „Înțelegând atât punctele forte, cât și obstacolele rămase, putem accelera translația acestor biosenzori din laborator la aplicații practice.”

Pe măsură ce lumea continuă să se pregătească pentru viitoarele amenințări virale, biosenzorii bazați pe aptameri ar putea deveni o parte importantă a setului de instrumente de diagnosticare globală, oferind o modalitate mai rapidă și mai flexibilă de a detecta viruși oriunde și oricând apar aceștia.

Surse: