Biosenzorji na osnovi aptamerja bi lahko spremenili odkrivanje virusov

Biosenzorji na osnovi aptamerja bi lahko spremenili odkrivanje virusov

Hitro in zanesljivo odkrivanje virusov je eno najpomembnejših orodij za nadzor izbruhov, od sezonske gripe do globalnih pandemij, kot je COVID-19. Nova recenzija, objavljena vBiokontaminantpoudarja velik napredek v obetavnem razredu diagnostičnih orodij, znanih kot biosenzorji na osnovi aptamerjev, ki bi lahko pomagali zagotoviti hitrejše, cenejše in bolj prenosljivo testiranje virusov v klinikah, skupnostih in na terenu.

Študija, ki so jo vodili raziskovalci na Tehnološki univerzi v Dalianu, preučuje, kako so narejene kratke verige DNK ali RNK, imenovane aptamerji, in integrirane v biosenzorje naslednje generacije za odkrivanje virusov. Aptamerji se lahko vežejo na viruse z visoko natančnostjo, podobno kot protitelesa, vendar jih je lažje proizvesti, bolj so stabilni pri visokih temperaturah in jih je lažje spreminjati za različne platforme zaznavanja.

Zanesljivo odkrivanje virusa je temelj skoraj vsakega odziva javnega zdravja, od diagnoze bolnika do nadzora izbruha. Naš pregled kaže, da biosenzorji na osnovi aptamerja hitro premostijo vrzel med laboratorijsko natančnostjo in praktično uporabnostjo.«

Jiuxing Li, ustrezni avtor

Tradicionalne metode odkrivanja virusov, kot so celične kulture, testiranje antigenov in PCR, so imele bistveno vlogo pri obvladovanju bolezni, vendar imajo kompromise. Kultura celic je počasna in zahteva posebne prostore. Antigenski testi morda niso občutljivi. PCR je zelo natančen, vendar zahteva drage instrumente in usposobljeno osebje. Te omejitve lahko odložijo odkrivanje, zlasti v okoljih z malo virov ali visoko zahtevo.

Biosenzorji na osnovi aptamerja ponujajo drugačen pristop. Aptamerje izberemo v laboratoriju s postopkom, imenovanim SELEX, ki identificira zaporedja, ki se tesno in specifično vežejo na virusne tarče. Za razliko od protiteles so aptameri popolnoma sintetični, kar omogoča natančen nadzor nad njihovo strukturo, delovanjem in ceno.

Pregled opisuje nedavne inovacije pri izbiri aptamerjev proti virusnim proteinom ali celim virusnim delcem, vključno z naprednimi tehnikami SELEX, ki izboljšujejo hitrost, učinkovitost in zmogljivost vezave. Ta razvoj omogoča aptamerjem, da držijo korak s hitro mutirajočimi virusi, kar je stalen izziv za mnoga diagnostična orodja.

Ko so aptamerji izbrani, jih je mogoče vključiti v različne biosenzorje, ki pretvorijo vezavo virusa v merljiv signal. Avtorji opisujejo elektrokemične senzorje, ki ustvarjajo električne signale, fluorescenčne teste in teste spreminjanja barv, ki jih je mogoče vizualno brati, ter napredne optične platforme, kot sta površinska plazmonska resonanca in površinsko izboljšano Ramanovo sipanje za zelo občutljivo detekcijo.

"Te biosenzorje je mogoče razviti za hitro testiranje zunaj tradicionalnih laboratorijev," je dejal soavtor Meng Liu. "Nekatere platforme lahko zagotovijo rezultate v nekaj minutah, zahtevajo minimalno pripravo vzorcev in jih je mogoče upravljati s prenosnimi ali ročnimi napravami."

Pomembno je, da pregled poudarja, da biosenzorji na osnovi aptamerja niso omejeni na klinično diagnostiko. Prav tako kažejo velik potencial za spremljanje okolja, varnost hrane in sisteme zgodnjega opozarjanja, ki odkrijejo viruse na površinah, v vodi ali zraku, preden se izbruhi povečajo.

Avtorji obravnavajo tudi preostale izzive, vključno z obsežno validacijo, standardizacijo in integracijo v poteke testiranja v resničnem svetu. Ugotavljajo, da bi združevanje aptamer tehnologije z mikrofluidiko, nanomateriali in orodji za analizo podatkov lahko še izboljšalo učinkovitost in zanesljivost.

"Naš cilj je zagotoviti jasen okvir za raziskovalce in razvijalce," je dejal Li. "Z razumevanjem prednosti in preostalih ovir lahko pospešimo prevod teh biosenzorjev iz laboratorija v praktično uporabo."

Medtem ko se svet še naprej pripravlja na prihodnje virusne grožnje, bi lahko biosenzorji na osnovi aptamerja postali pomemben del globalnega kompleta diagnostičnih orodij, saj zagotavljajo hitrejši in bolj prilagodljiv način za odkrivanje virusov, kjer koli in kadar koli se pojavijo.

Viri: