Новый инструмент для быстрого и простого обнаружения вирусов Эбола и Марбург

Исследователи из Бостонского университета разработали простой диагностический инструмент, способный быстро идентифицировать опасные вирусы, такие как Эбола и Марбург. Этот биосенсор размером с монету может обнаруживать вирусы в образце крови и может использоваться в развивающихся странах, аэропортах и других местах, где могут возникнуть естественные или искусственные вспышки.

Проблема и решение

Традиционные методы диагностики вирусов эффективны, но требуют значительной инфраструктуры и времени на подготовку образцов. Новый биосенсор, разработанный в Бостонском университете, напрямую обнаруживает живые вирусы в биологических средах с минимальной подготовкой образца или без неё. Прорыв описан в онлайн-выпуске Nano Letters от 5 ноября.

Актуальность

От птичьего гриппа до H1N1 вспышки быстро распространяющихся вирусных заболеваний в последние годы вызвали опасения пандемий, подобных «испанке» 1918 года, унёсшей более 50 миллионов жизней. Значительная часть современных вирусных угроз — это вирусы, использующие для репликации РНК. Симптомы у заражённых часто неспецифичны, что затрудняет диагностику. Среди них — вирусы геморрагической лихорадки, такие как Эбола и Марбург, которые могут быть использованы в качестве агентов биотерроризма.

Ключевые преимущества технологии

• Портативность и скорость: «Наша технология может напрямую повлиять на ход нашей реакции на угрозы биотерроризма и dramatically улучшить наши возможности по сдерживанию вирусных вспышек», — говорит доцент Хатис Альтуг, со-руководитель исследования.
• Универсальность: Платформа может быть легко адаптирована для диагностики у постели больного для обнаружения широкого спектра вирусных патогенов в условиях с ограниченными ресурсами.
• Мультиплексность: «Будет относительно легко разработать диагностическое устройство, которое одновременно тестирует на несколько различных вирусов», — отмечает со-руководитель исследования доцент Джон Коннор.

Как это работает

Биосенсор впервые обнаруживает интактные вирусы, используя плазмонные нанорешетки — массивы отверстий диаметром около 200–350 нанометров на металлических плёнках. Когда живой вирус в образце (например, крови) связывается с поверхностью сенсора, показатель преломления вблизи неё меняется, вызывая detectable сдвиг резонансной частоты проходящего света. Величина этого сдвига показывает наличие и концентрацию вируса.

Отличия от традиционных методов

В отличие от подходов ПЦР и ИФА, метод не требует ферментативной амплификации сигнала или флуоресцентного мечения продукта, поэтому образцы можно считывать сразу после связывания патогена. Платформа может обнаруживать не только присутствие интактных вирусов, но и указывать на интенсивность инфекционного процесса.

Текущий статус и перспективы

Исследователи, работа которых частично финансировалась через Фотонный центр Бостонского университета и Исследовательскую лабораторию армии США, уже продемонстрировали надёжное обнаружение суррогатов вируса геморрагической лихорадки (например, для вируса Эбола) и поксвирусов в обычных лабораторных условиях. Сейчас команда работает над созданием высокопортативной версии своей биосенсорной платформы с использованием микрофлюидной технологии, предназначенной для применения в полевых условиях с минимальным обучением персонала.