Исследователь SMART Хой Лок Ченг (справа) выполняет экспресс-тест на нейтрализующие антитела на лабораторном прототипе. Он является соавтором новой статьи, в которой сообщается о разработке 10-минутного теста для выявления иммунитета к SARS-CoV-2, вирусу, вызывающему Covid-19. Предоставлено: фото любезно предоставлено SMART.
Бумажный анализ крови, разработанный исследователями SMART, позволяет быстро определить наличие нейтрализующих антител против SARS-CoV-2.
Исследователи успешно разработали экспресс-тест для обнаружения нейтрализующих антител (NAbs) SARS-CoV-2. Этот простой тест, требующий всего лишь капли крови из кончика пальца, может быть выполнен в течение 10 минут без участия лаборатории или специально обученного персонала. В настоящее время аналогичные тесты NAb не доступны на рынке ни в Сингапуре, ни где-либо еще.
Работой руководила междисциплинарная исследовательская группа по устойчивости к противомикробным препаратам (AMR) в Сингапуре — MIT Alliance for Research and Technology (SMART) и Технологический университет Наньян, Сингапур (NTU Singapore), а также сотрудники из больницы Национального университета, Массачусетского технологического института и Центра. наук о жизни и Медицинской школы Йонг Лу Линя Национального университета Сингапура.
Чтобы ограничить передачу SARS-CoV-2, страны ввели строгие меры по минимизации социального взаимодействия и трансграничных перемещений. Несмотря на то, что эти меры в некоторой степени способны улучшить эпиднадзор и предотвратить распространение, эти меры серьезно повлияли на экономику и источники средств к существованию, и путь к восстановлению нормального состояния связан с достижением коллективного иммунитета против вируса либо естественным путем, либо путем массовой вакцинации. Для оценки коллективного иммунитета и эффективности программ иммунизации очень важно быстрее и в большем масштабе проводить скрининг населения на наличие NAb SARS-CoV-2.
Как работает новый тест
Как часть естественного иммунного ответа организма, NAb образуются в результате воздействия вируса или вакцины. Для эффективной профилактики вирусных инфекций NAb должны вырабатываться в достаточном количестве. Количество NAb, присутствующих у людей, указывает, обладают ли они защитным иммунитетом к вирусу, и их вероятность получить тяжелые исходы в случае инфицирования. Тест на NAb может определить, следует ли рассматривать вакцинированных лиц для повторной вакцинации для дополнительной защиты от вируса.
Несмотря на доступность различных диагностических тестов на Covid-19, обнаружение NAb SARs-CoV-2 по-прежнему обычно проводится в больницах и специализированных диагностических лабораториях.
В настоящее время NAb обычно обнаруживают с помощью тестов на нейтрализацию вирусов, которые требуют обращения с живым вирусом, помещения со строгими мерами биобезопасности и сдерживания, квалифицированного персонала и двух-четырех дней обработки. Таким образом, эти тесты не подходят для тестирования и надзора большой популяции из-за длительного процесса, который может затруднить работу существующих лабораторий. Разработка более эффективных средств тестирования позволяет проводить немедленное тестирование в местах оказания медицинской помощи и массовый мониторинг событий или рабочих мест, конкретных населенных пунктов, точек с интенсивным движением и критических точек въезда, таких как иммиграционные контрольно-пропускные пункты.
«С постепенным открытием границ, экономики и общества наличие правильных тестов и информации будет иметь решающее значение не только для планирования этого будущего, но и для обеспечения того, чтобы это можно было сделать безопасно, не препятствуя текущим усилиям по сдерживанию распространения вируса», — говорит Меган МакБи, исследовательский филиал Массачусетского технологического института и научный директор SMART AMR.
Согласно данным исследовательской группы, опубликованным в журнале Nature Communications Medicine, недавно разработанный тест на вирусную нейтрализацию (cpVNT) с быстрым выбросом целлюлозы выявляет NAb SARS-CoV-2 в плазме крови образцы в течение 10 минут с использованием формата анализа на основе бумаги с вертикальным потоком и технологии белковой инженерии, разработанной в SMART AMR и в лаборатории доцента Хэдли Д. Сайкса из отдела химической инженерии Массачусетского технологического института. Эта же технология белковой инженерии также использовалась для разработки тестов для обнаружения других хорошо известных вирусов, таких как вирус Зика и туберкулез. Целлюлоза была принята в качестве тестового материала, поскольку она экономична и проста в производстве, а также позволяет избежать зависимости от нитроцеллюлозы, которая пользуется большим спросом из-за ее использования в других быстрых тестах на Covid-19.
Применение теста
Разработанный тест прост в применении, неинвазивен и дает быстрые результаты. Для проведения теста пользователь смешивает каплю крови из кончика пальца с реакционными растворами и помещает ее на бумажную полоску перед тем, как вставить ее в портативное устройство считывания, которое обнаружит сигналы NAb и отразит результаты. Этот тест предлагает до 93 процентов точности, в настоящее время используется выше , чем аналогичные методы лабораторной основы.
«Школы и рабочие места также получат большую пользу от теста. С помощью этого быстрого теста можно также оценить, следует ли человеку рассматривать возможность получения бустерной вакцины, поскольку результаты анализа крови из кончика пальца можно получить в течение нескольких минут. И, если мы сможем быстро определить иммунитет в более широком масштабе, пересмотр и ослабление мер, связанных с Covid, можно будет проводить более контролируемым образом на основе данных», — говорит Сайкс, который также является главным исследователем в SMART AMR. и соавтор-корреспондент статьи.
Соавтор-корреспондент профессор Питер Прайзер, со-ведущий главный исследователь SMART AMR и заместитель вице-президента по биомедицине и наукам о жизни в NTU Singapore, говорит: «Помимо выявления иммунитета к текущей версии вакцины против вируса SARS-CoV-2, Тест на NAb можно модифицировать для мониторинга иммунитета против других вариантов вируса. Это может предоставить информацию о потенциальной эффективности различных вакцин против каждого варианта или о том, следует ли путешествовать в районы, где может быть высокий уровень заболеваемости конкретным вариантом».
Дальнейшая разработка теста находится в стадии его утверждения регулирующими органами и производством для общественного использования. Команда, которая разработала тесты в SMART, также выделила биотехнологический стартап Thrixen, который разрабатывает тест в коммерчески готовый продукт.
Ключевая разработка экспресс-теста была проведена в SMART AMR и Школе биологических наук НТУ. Исследования, проводимые в SMART, поддерживаются Национальным исследовательским фондом Сингапура (NRF) в рамках программы Campus for Research Excellence And Technological Enterprise (CREATE). Работа также была поддержана Национальным советом по медицинским исследованиям в рамках его Фонда исследований Covid-19 и Национальным центром инноваций в области здравоохранения в рамках гранта на финансирование Covid-19 Gap.
- SMART — это исследовательское предприятие Массачусетского технологического института в Сингапуре, основанное NRF в 2007 году.
- SMART — первая организация в CREATE, разработанная NRF.
- SMART служит интеллектуальным и инновационным центром для исследовательского взаимодействия между Массачусетским технологическим институтом и Сингапуром, выполняя передовые исследовательские проекты в областях, представляющих интерес как для Сингапура, так и для Массачусетского технологического института.
В настоящее время SMART включает инновационный центр и пять междисциплинарных исследовательских групп: AMR, критическая аналитика для производства персонализированной медицины, прорывные и устойчивые технологии для точного ведения сельского хозяйства, городская мобильность будущего и электронные системы с низким энергопотреблением.
Междисциплинарная исследовательская группа по УПП — это программа трансляционных исследований и предпринимательства, направленная на борьбу с растущей угрозой устойчивости к противомикробным препаратам. Используя таланты и конвергентные технологии в Сингапуре и Массачусетском технологическом институте, они решают проблему УПП, разрабатывая множество инновационных и разрушительных подходов к выявлению, реагированию и лечению устойчивых к лекарствам микробных инфекций. Благодаря тесному научному и клиническому сотрудничеству их цель — предоставить трансформирующие целостные решения для Сингапура и всего мира.