Testul nanotehnologic NasRED oferă un diagnostic ultra-sensibil în doar 15 minute

O echipă de cercetători de la Universitatea de Stat din Arizona (ASU) a dezvoltat un nou test diagnostic portabil, rapid și ultra-sensibil, care promite să revoluționeze detectarea unor boli infecțioase precum COVID-19, Ebola, HIV sau boala Lyme. Publicat în jurnalul ACS Nano, studiul prezintă un dispozitiv numit NasRED (Nanoparticle-Supported Rapid Electronic Detection), capabil să ofere rezultate în doar 15 minute, cu o precizie de laborator și costuri de aproximativ 2 dolari per test.
Bolile infecțioase continuă să reprezinte una dintre principalele cauze de mortalitate la nivel mondial, cu peste 10 milioane de decese anual. În țările cu venituri mici și medii, accesul limitat la teste de diagnostic rapide și fiabile duce frecvent la întârzieri în diagnostic, cu impact devastator asupra sănătății publice. În plus, în SUA, aproximativ 800.000 de persoane sunt afectate anual de erori de diagnostic, multe dintre acestea implicând boli infecțioase care ar fi putut fi tratate dacă ar fi fost detectate din timp.

În acest context, există o nevoie critică pentru instrumente de diagnostic care să fie rapide, accesibile și aplicabile în teren, fără echipamente sofisticate sau personal specializat. NasRED promite să acopere exact această nevoie.

Despre studiu

Metodologie și principiu de funcționare

NasRED este construit în jurul unor nanoparticule de aur, care acționează ca senzori biologici. Aceste nanoparticule sunt acoperite cu molecule specifice - anticorpi sau antigene - care se leagă de proteinele virale sau bacteriene din fluidele biologice.

• Atunci când o probă (ex. o picătură de sânge) conține markeri ai unei boli, nanoparticulele se leagă de aceștia și se agregă, sedimentând rapid la baza tubului de reacție.
• Dispozitivul NasRED utilizează o lumină LED și un detector optic pentru a măsura cantitatea de lumină care traversează lichidul. O claritate mai mare a lichidului în partea superioară indică prezența bolii.

Caracteristici tehnice

• Sensibilitate extremă: capacitate de detecție în intervalul attomolar (echivalent cu o picătură de cerneală într-un volum de 20 de bazine olimpice).
• Volum minim de probă: de 16 ori mai mic decât în testele ELISA.
• Viteză: rezultate de 30 de ori mai rapide decât metodele standard (ex. ELISA).
• Modularitate: platforma poate fi adaptată ușor pentru diferite boli, prin simpla schimbare a moleculelor-țintă de pe nanoparticule.

Participanți și colaboratori

Coordonatorul principal al studiului este profesorul Chao Wang, în colaborare cu echipa sa din cadrul Biodesign Center for Molecular Design and Biomimetics și School of Electrical, Computer and Energy Engineering de la ASU.

Rezultate

Performanță diagnostică superioară

Studiul a demonstrat că NasRED poate detecta cu acuratețe virusul SARS-CoV-2 dintr-o picătură de sânge, diferențiind clar între infecțiile COVID-19 și alte boli similare. Sensibilitatea testului a fost de aproximativ 3.000 de ori mai mare decât testele ELISA, iar volumul necesar de probă a fost mult mai mic.

Comparabilitate cu metode consacrate

În testele preliminare, NasRED a atins o sensibilitate similară cu testul Abbott ID NOW, un test molecular popular pentru COVID-19 și alte boli infecțioase, dar cu un cost mult mai redus și o portabilitate semnificativ mai mare.

Aplicații demonstrative multiple

Tehnologia a fost deja testată cu succes pentru detecția:

• Virusului Ebola
• Shiga toxin-producător E. coli
• Biomarkeri oncologici
• Proteine asociate cu boala Alzheimer
• Boala Lyme și pesta porcină africană

Valoare pentru sănătatea publică

NasRED poate fi utilizat în puncte de îngrijire din zone izolate sau defavorizate, având potențialul de a preveni epidemii prin identificarea precoce a bolilor infecțioase. În plus, poate facilita testarea repetată a grupurilor vulnerabile, cum ar fi consumatorii de droguri injectabile, care sunt adesea greu de monitorizat prin metodele tradiționale.

Viitorul tehnologiei

În prezent, NasRED necesită echipamente de laborator de dimensiuni reduse pentru amestecarea și procesarea probelor, dar cercetătorii lucrează la miniaturizarea și automatizarea completă a sistemului. Obiectivul este dezvoltarea unei versiuni care să poată fi utilizată la domiciliu, cu o sensibilitate și aplicabilitate superioară testelor rapide comerciale actuale.

Concluzii

NasRED reprezintă un salt major în tehnologia de diagnostic. Prin combinarea vitezei testelor antigenice cu o sensibilitate chiar mai mare decât a celor de laborator, dispozitivul poate redefini modul în care sunt detectate și controlate bolile infecțioase. Cu un cost de doar 2 dolari, precizie ridicată și aplicabilitate largă, NasRED are potențialul de a deveni un instrument esențial pentru medicina globală.