高速でポータブルなテストにより、COVID-19を診断し、亜種を追跡できます

高速でポータブルなテストにより、COVID-19を診断し、亜種を追跡できます

NIRVANAと呼ばれるフィールドテストでは、SARS-CoV-2、インフルエンザ、その他のウイルスを同時に検出してシーケンスすることができます。

ラホヤ--新しいウイルススクリーニング検査を使用する医師は、ポータブルなポケットサイズの機械を使って数分で新型コロナウイルス感染症を診断できるだけでなく、インフルエンザなど、コロナウイルスと間違われる可能性のある他のウイルスの検査も同時に行うことができる。 。 同時にウイルスの配列を解析し、新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の変異や変異種の蔓延に関する貴重な情報を提供することもできる。 NIRVANAと名付けられたこの新しいテストは、本日、複数の機関の科学者チームによってオンラインジャーナルで説明されました。 メッド.

「これは、他のアプローチのような高価なインフラストラクチャを必要としないウイルスの検出と監視の方法です」と彼は言います。 フアン・カルロス・イズピスア・ベルモンテ, 共同責任著者であり、ソークの遺伝子発現研究所の教授。 「他の人が異なるマシンを使用して XNUMX つまたは XNUMX つの異なるテストを使用しているのと同じことを、XNUMX つのポータブル テストで達成できます。」

世界中で 100 億人以上が、新型コロナウイルス感染症 (COVID-2) の原因となるウイルスである SARS-CoV-19 に感染しています。 これまでに驚くべき500,000万人のアメリカ人が新型コロナウイルス感染症により死亡している。 国民の検査はウイルスの蔓延を阻止する鍵となります。 さらに、新しい SARS-CoV-19 変異種（その一部は治療法やワクチンに対して異なる反応を示す可能性がある）の蔓延を追跡することが重要です。

現在、鼻腔ぬぐい液が 新型コロナウイルス感染症 (COVID-19) に対して陽性であるかどうかを判断する標準的なアプローチは、ポリメラーゼ連鎖反応 (PCR) 検査を実行して SARS-CoV-2 ウイルスの遺伝物質を検出することです。 しかし、サンプルが陰性の場合、患者と臨床医は、他のウイルスに対して異なる綿棒サンプルを使用して個別の PCR 検査を実行しない限り、コロナウイルスのような症状の原因について何の情報も得ることができません。 また、サンプルが SARS-CoV-2 陽性の場合、別の一連の検査を実行しない限り、患者がどの COVID-19 変異株に感染しているかはわかりません。 これらには、大型で高価な次世代遺伝子配列決定装置が必要です。

昨年の夏、サウジアラビアのキング・アブドラ科学技術大学で生物科学の助教授を務めるモー・リー氏は、遺伝子工学とナノポア配列決定に関する専門知識を新型コロナウイルス感染症のパンデミックとの闘いに役立てる方法を熟考していた。 以前、イズピスア ベルモンテの研究室でソーク博士研究員として 19 年間過ごしたリー氏は、等温リコンビナーゼ ポリメラーゼ増幅 (RPA) と呼ばれる遺伝子検出アプローチとリアルタイム ナノポア シークエンシングを組み合わせた方が、より有用であり、より速く、より安く、より効果的なのではないかと考えていました。現在の新型コロナウイルス感染症検査アプローチよりもポータブルです。 彼はそれを調べるためにイズピスア・ベルモンテと協力した。

低温と高温を繰り返して DNA 鎖を分離してコピーする PCR とは異なり、RPA は温度変化ではなくタンパク質を使用して、同じことをわずか 20 分で達成します。 この技術により、研究者はより長い DNA をコピーし、同時に複数の遺伝子を探索できるようになります。

「この技術を使用してSARS-CoV-2だけでなく、他のウイルスも同時に検出できることにすぐに気づきました」とLi氏は言います。

新しい論文の中で、Li と Izpisua Belmonte は、RPA アッセイを使用して同時に 96 個のサンプルをスクリーニングできる小型のポータブル デバイスについて説明しています。 彼らはこの方法を「NIRVANA」と呼んでいます。nアノポア配列決定 i温熱 r腹水 vイラル aのための増幅 n耳のリアルタイム a分析。」

科学者らは、新型コロナウイルス感染症（COVID-19）、インフルエンザA型、ヒトアデノウイルス、および非SARS-CoV-2ヒトコロナウイルスのサンプルを同時に検査できるようにNIRVANAを設計した。 研究者らの報告によると、わずか 15 分で、デバイスは肯定的な結果と否定的な結果を報告し始めます。 そして、この装置は 96 時間以内に、英国で特定された B.2 変異株などの新たな変異株につながる変異が特に蓄積しやすい SARS-CoV-1.1.7 の XNUMX つの領域の配列を含む、XNUMX サンプルすべての結果を最終決定します。 。

LiとIzpisuaBelmonteは、SARS-CoV-10陽性であることがわかっている2のサンプル、未知のSARS-CoV-60ステータスの2のサンプル、およびSARS-COV-2ウイルスを含む都市下水のサンプルなどでNIRVANAをテストしました。 すべての場合において、アッセイはどのウイルスが存在するかを正しく特定することができました。 シーケンシングデータにより、陽性サンプル中のSARS-CoV-2の起源を絞り込むこともできました。 たとえば、中国やヨーロッパからの菌株の差別化。

「このアッセイの設計は非常に柔軟であるため、これまでに示した例に限定されません」とLi氏は言います。 「私たちはそれを別の病原体に取り組むために簡単に適応させることができます。

NIRVANAワークフローはサイズが小さく、移植性が高いため、学校、空港、港でのウイルスの迅速な検出に使用できると研究者らは述べています。 また、新しいウイルスの存在について廃水または小川を監視するために使用することもできます。

「パンデミックは XNUMX つの重要な教訓をもたらしました。XNUMX つ目は、広範囲かつ迅速にテストすること、そして XNUMX つ目は、亜種を知ることです。 私たちの NIRVANA メソッドは、現在のパンデミックだけでなく、将来起こり得るパンデミックに対しても、これら XNUMX つの課題に対する有望な解決策を提供します」と、ソーク大学でロジャー・ギルミン議長を務めるイズピスア・ベルモンテ氏は述べています。 商品化の初期費用と、新たな変異種や対象となる新たなウイルスを確実に検出するために必要なテストの継続的な微調整がそれだけの価値があるかどうかを判断するには、市場分析が必要になるとベルモンテ氏は付け加えた。

Izpisua BelmonteとLiに加えて、この研究の他の著者はSalkのConcepcion RodriguezEstebanでした。 キングアブドゥッラー科学技術大学（KAUST）のChongwei Bi、Gerargo Ramos-Mandujano、Sharis Hala、Jinna Xu、Sara Mfarrej、Yeteng Tian、Arnab Pain; UCAMUniversidadCatólicaSanAntoniodeMurciaのEstrellaNunez Delicado; キングファハド病院のファドワアロフィ。 サウジアラビア保健省のAsimKhogeer; キングアブドゥルアズィーズ大学のアンワルハシェム。 とタイバ大学のナイフアルモンタシリ。

現在の論文で説明されている作業は、キングアブドゥッラー科学技術大学からの競争的研究助成金によってサポートされていました。