Тест, который был адаптирован из существующей модели, разработанной NYU и Rheonix для быстрого тестирования на ВИЧ, описан в двух новых публикациях, опубликованных в PLOS ONE и Journal of Visualized Experiments (JoVE).Как тестируется вирус ЗикаВспышки инфекционных заболеваний происходят с растущей частотой благодаря таким факторам, как концентрация населения и глобальные авиаперелеты.
Вспышка вируса Зика в Бразилии в 2015 году распространилась на другие страны Центральной и Южной Америки, Карибского бассейна и юга Соединенных Штатов, что побудило Всемирную организацию здравоохранения объявить вирус Зика и его связь с врожденными дефектами чрезвычайной ситуацией в области общественного здравоохранения.«Недавняя вспышка вируса Зика подтверждает, что нам нужна эффективная программа эпиднадзора и диагностики для уменьшения воздействия новых инфекционных заболеваний в будущем», — сказала Майте Сабалза, доктор философии, научный сотрудник кафедры фундаментальных наук и черепно-лицевой биологии стоматологического факультета Нью-Йоркского университета. ведущий автор исследований PLOS ONE и JoVE.Раннее выявление патогенов имеет решающее значение для борьбы с распространением инфекционных заболеваний.
Тестирование часто включает два отдельных этапа: один для обнаружения нуклеиновых кислот возбудителя (РНК или ДНК), а другой — для проверки на антитела, белки, которые организм вырабатывает в ответ на патогены.Образцы крови чаще всего используются для тестирования на вирус Зика и обычно обрабатываются с использованием общего диагностического метода, называемого полимеразной цепной реакцией в реальном времени (ОТ-ПЦР). Но кровь может быть не лучшей жидкостью: хотя вирус исчезает в крови через неделю или две после заражения человека, он может дольше сохраняться в слюне, сперме и моче.
Кроме того, антитела могут оставаться в этих жидкостях организма в течение месяцев или лет, поэтому для диагностики важно также обнаруживать антитела после заражения.При финансовой поддержке Национального института здоровья исследователи стоматологии Нью-Йоркского университета разрабатывают экспресс-тест на Зика, который сочетает в себе тесты на нуклеиновые кислоты и антитела с использованием слюны, учитывая, что вирус Зика и антитела сохраняются в слюне.
Анализ слюны также неинвазивен, экономичен и его легче собрать, чем анализ крови или мочи.Более быстрые результатыНовый тест также может дать результаты за считанные минуты, а не часы или дни.
Текущие тесты RT-PCR занимают около трех часов, а тесты на специфические антитела могут длиться несколько недель. Исследователи Нью-Йоркского университета используют другой метод, называемый изотермической амплификацией, с помощью которого можно обнаружить нуклеиновые кислоты вируса всего за 20 минут, и тесты на антитела, которые могут занять менее часа, с использованием специфических антигенов вируса Зика.
«Чем раньше вы сможете идентифицировать патоген, тем скорее можно будет предпринять шаги для лечения и изоляции людей. Во время эпидемии вы можете проверять людей, прежде чем они сядут в самолет. ", — сказал автор исследования Дэниел Маламуд, доктор философии, профессор фундаментальных наук в стоматологии Нью-Йоркского университета.От ВИЧ к вирусу Зика
Исследовательская группа опирается на свою предыдущую совместную работу с Rheonix, разрабатывая экспресс-тест слюны на ВИЧ, который может обнаруживать как вирусную РНК, так и антитела.«Когда мы разрабатывали тест на ВИЧ, мы знали, что можем использовать ту же модель для любого инфекционного заболевания. Все, что нам нужно знать, — это последовательность нуклеиновой кислоты и антиген для идентификации конкретных антител», — сказал Маламуд.
В PLOS ONE исследователи описывают, как они изменили эту модель, чтобы использовать маркеры, которые выявляют последовательности нуклеиновых кислот вируса Зика вместо маркеров ВИЧ. Затем они использовали портативное устройство изотермической амплификации, которое можно было использовать для тестирования на месте, чтобы идентифицировать РНК вируса Зика.Показав, что тест может подтвердить присутствие вируса с использованием как очищенной РНК вируса Зика, так и слюны, инфицированной вирусом Зика, они адаптировали тест для картриджа Rheonix CARD® и рабочей станции, что позволило им оценить вирусную нагрузку в образцах слюны. Знание количества присутствующего вируса полезно для понимания тяжести заболевания и иммунных реакций, особенно среди беременных женщин и плодов.
Исследователи также идентифицировали антигены, специфичные для вируса Зика, которые можно использовать для обнаружения специфических антител к вирусу Зика, необходимых для тестирования, с помощью микроматрицы пептидов высокой плотности, которые они описывают в JoVE. Поскольку вирус Зика можно легко спутать с другими вирусами, такими как денге и чикунгунья, определение специфичных для вируса вируса Зика антигенов открывает путь для более точного диагностического тестирования.Имея доказательства, показывающие, что тесты на нуклеиновую кислоту и антитела работают, исследователи могут комбинировать их в картридже Rheonix CARD® для автоматической и одновременной обработки обоих диагностических тестов. Исследователи из Нью-Йоркского университета и всего мира продолжают подтверждать свои выводы в дальнейших экспериментах с использованием слюны, инфицированной вирусом Зика.
«Работая над целью быстрого предоставления эффективных диагностических средств, мы разработали общий протокол, который можно не только использовать для тестирования на вирус Зика, но и адаптировать для следующего возникающего или повторно возникающего инфекционного заболевания», — сказал Сабалза. Автор исследования Ричард Монтанья, доктор философии, FACB, старший вице-президент Rheonix по научным вопросам. Clinical Affairs, добавил: «Помимо возможности очень быстро реагировать на любые вновь возникающие или повторно возникающие инфекционные заболевания, наша полностью автоматизированная платформа тестирования практически не требует практических усилий и хорошо подходит для использования людьми с минимальной подготовкой. "Помимо Сабалзы, Маламуда и Монтанья, авторами исследования статьи PLOS ONE являются Шерил А. Барбер, Талита Кастро и Уильям Р. Абрамс из NYU Dentistry, а также Рубина Ясмин, Беум Джун Ким и Хуэй Чжу из Rheonix, Inc. Барбер и Абрамс из Нью-Йоркского университета стали соавторами статьи JoVE.
Исследование было поддержано Национальным институтом стоматологических и черепно-лицевых исследований (NIDCR) Национального института здоровья (R44DE024456 и 3R44DE024456-03S1). Поддержка была также оказана дополнительным административным грантом для исследований инноваций малого бизнеса от NIDCR R44 DE024456, который возник на основе гранта NIDCR U01 DE017855 для разработки подтверждающей диагностики ВИЧ в местах оказания медицинской помощи.