Daha Hızlı COVID-19 Teşhisine Doğru Yeni Yol Altınla Kaplandı

SARS-CoV-19 virüsünün neden olduğu bir hastalık olan COVID-2'un hızla yayılması dünya çapında bir halk sağlığı krizi yarattı. Erken COVID-19 tespiti ve izolasyonu, hastalık bulaşmasını kontrol etmek ve savunmasız popülasyonları korumak için çok önemlidir. COVID-19 tanısı için mevcut standart, viral genlerin çoklu amplifikasyon döngülerinden geçtikten sonra tespit edildiği bir teknik olan ters transkriptaz-polimeraz zincir reaksiyonudur (RT-PCR). Ancak bu teknik zaman alıcıdır, teşhis merkezleri arasında bir test birikimi yaratır ve teşhislerin gecikmesine yol açar.      

Biosensors and Bioelectronics'te yayınlanan yakın tarihli bir çalışmada, Kore ve Çin'den araştırmacılar, COVID-19 tanısı için gereken süreyi kısaltabilecek yeni bir nanoteknoloji tabanlı platform tanıttı. Au 'nanogamze' substratların (AuNDS'ler) boşluklarında altın nanopartiküller (AuNP'ler) kullanılarak hazırlanan yüzeyle geliştirilmiş Raman saçılımı (SERS)-PCR tespit platformu, yalnızca 8 amplifikasyon döngüsünden sonra viral genleri tespit edebilir. Bu, geleneksel RT-PCR ile gereken sayının neredeyse üçte biri kadardır.

“Geleneksel RT-PCR, floresans sinyallerinin tespitine dayanıyor, dolayısıyla SARS-CoV-3'yi tespit etmek için 4-2 saat gerekiyor. Kovid-19'un yayılma hızı göz önüne alındığında bu hız yeterli değil. Bu süreyi en azından yarı yarıya azaltmanın bir yolunu bulmak istedik” diyor Prof. Jaebum Choo, çalışmanın arkasındaki motivasyonu açıklıyor. Neyse ki cevap çok uzakta değildi. 2021'de yayınlanan önceki bir çalışmada Prof. Choo'nun ekibi, DNA hibridizasyonu adı verilen bir teknikle AuNDS'lerin boşluklarına eşit şekilde yerleştirilmiş AuNP'ler tarafından yüksek hassasiyetli SERS sinyallerinin üretildiği yeni bir tespit platformu geliştirmişti. Bu önceki keşfe dayanarak Prof. Choo ve ekibi, COVID-19 tanısı için yeni SERS-PCR platformunu geliştirdi.

Yeni geliştirilen SERS-PCR testi, hedef viral genlerin varlığında yavaşça parçalanan küçük DNA probları olan "köprü DNA'sını" tespit etmek için SERS sinyallerini kullanıyor. Bu nedenle, COVID-19 pozitif hastalardan alınan numunelerde köprü DNA konsantrasyonu (ve dolayısıyla SERS sinyali) ilerleyen PCR döngüleriyle sürekli olarak azalır. Buna karşılık SARS-CoV-2 olmadığında SERS sinyali değişmeden kalır.

Ekip, sistemlerinin etkinliğini SARS-CoV-2'nin iki temsili hedef işaretçisini, yani SARS-CoV-2'nin zarf proteini (E) ve RNA'ya bağımlı RNA polimeraz (RdRp) genlerini kullanarak test etti. RT-PCR tabanlı tespit için 25 döngü gerekliyken AuNDS tabanlı SERS-PCR platformu yalnızca 8 döngü gerektirdi ve bu da test süresini önemli ölçüde kısalttı. "Sonuçlarımız ön hazırlık olmasına rağmen, SERS-PCR'nin bir teşhis tekniği olarak geçerliliği için önemli bir kavram kanıtı sağlıyorlar. AuNDS tabanlı SERS-PCR tekniğimiz, geleneksel RT-PCR teknikleriyle karşılaştırıldığında gen tespiti için gereken süreyi önemli ölçüde kısaltabilen umut verici yeni bir moleküler teşhis platformudur. Bu model, yeni nesil bir moleküler teşhis sistemi geliştirmek için otomatik bir örnekleyicinin eklenmesiyle daha da genişletilebilir," diye açıklıyor Prof. Choo.

Gerçekten de SERS-PCR, COVID-19 salgınına karşı cephaneliğimizde önemli bir araç olabilir. Bu aynı zamanda moleküler teşhis alanında da bir paradigma değişikliği yaratarak bulaşıcı hastalıkları tespit etme ve gelecekteki salgınlarla mücadele etme yöntemlerimizde devrim yaratabilir.