Mniej niż jeden procent osób, które co roku chorują na grypę, poddaje się testom, częściowo dlatego, że większość testów wymaga przeszkolonego personelu i drogiego sprzętu. Teraz badacze opracowali niedrogi test z paskiem papieru, który może pozwolić większej liczbie pacjentów dowiedzieć się, na jaki rodzaj grypy chorują, i zastosować odpowiednie leczenie.
Test, opracowany przez zespół z Broad Institute of MIT, Harvard i Princeton University oraz wspierany przez amerykańskie Centra Kontroli i Zapobiegania Chorobom, wykorzystuje technologię CRISPR do rozróżnienia dwóch głównych typów grypy sezonowej, grypy A i B, a także podtypy grypy sezonowej H1N1 i H3N2. Może także identyfikować szczepy oporne na leczenie przeciwwirusowe, a dzięki dalszym pracom może potencjalnie wykryć szczepy świńskiej i ptasiej grypy, w tym H5N1, który obecnie zakaża bydło.
Wyniki, które ukazały się w czasopiśmie The Journal of Molecular Diagnostics, mogą pomóc w ulepszeniu reakcji na epidemię i opieki klinicznej poprzez wprowadzenie dokładnych, tanich i szybkich testów do gabinetów i laboratoriów lekarskich w całych Stanach Zjednoczonych i innych krajach.
„Mamy nadzieję, że docelowo testy te będą tak proste, jak szybkie testy na antygeny, a jednocześnie będą charakteryzowały się swoistością i wydajnością testu na kwas nukleinowy, który normalnie przeprowadza się w warunkach laboratoryjnych” – powiedział Cameron Myhrvold, współautor w badaniu wraz z Pardisem Sabeti, członkiem instytutu na Broad i profesorem na Uniwersytecie Harvarda i Harvard TH Chan School of Public Health, a także badaczem z Instytutu Medycznego Howarda Hughesa. Myhrvold, który obecnie jest adiunktem na Uniwersytecie Princeton, w momencie rozpoczęcia badań był pracownikiem naukowym ze stopniem doktora w laboratorium Sabeti.
ŚWIEĆ światło
Test opiera się na technologii SHINE, która została opracowana przez laboratorium Sabeti w 2020 roku i wykorzystuje enzymy CRISPR do identyfikacji określonych sekwencji wirusowego RNA w próbkach. Naukowcy najpierw wykorzystali SHINE do przetestowania SARS-CoV-2, a później do rozróżnienia wariantów Delta i Omicron. Następnie w 2022 r. zaczęli dostosowywać test do wykrywania innych wirusów, o których wiedzieli, że zawsze krążą: grypy. Chcieli stworzyć testy, które można by stosować w terenie lub w klinikach, a nie w szpitalach czy laboratoriach diagnostycznych wyposażonych w drogi sprzęt.
„Zastosowanie czytnika z paska papieru zamiast drogich urządzeń fluorescencyjnych to duży postęp, nie tylko pod względem opieki klinicznej, ale także do celów nadzoru epidemiologicznego” – powiedział Ben Zhang, współautor badania i student medycyny w Harvard Medical School i pracownik naukowy w laboratorium Sabeti, kiedy rozpoczęły się badania.
Typowe metody diagnostyczne, takie jak reakcja łańcuchowa polimerazy (PCR), wymagają długiego czasu przetwarzania, przeszkolonego personelu, specjalistycznego sprzętu i zamrażarek do przechowywania odczynników w temperaturze -80°C, podczas gdy badanie SHINE można przeprowadzić w temperaturze pokojowej w około 90 minut. Obecnie test wymaga jedynie niedrogiego bloku grzejnego do ogrzania reakcji, a badacze pracują nad usprawnieniem procesu, tak aby wyniki były dostępne w ciągu 15 minut.
Naukowcy zaadaptowali także SHINE do rozróżniania różnych szczepów grypy. Twierdzą, że w przyszłości test będzie można dostosować do wykrywania dwóch różnych wirusów o podobnych objawach, takich jak grypa i SARS-CoV-2.
„Możliwość rozróżnienia, jaki szczep lub podtyp grypy infekuje pacjenta, ma konsekwencje zarówno dla leczenia pacjenta, jak i interwencji w zakresie zdrowia publicznego” – powiedział Jon Arizti-Sanz, badacz ze stopniem doktora w laboratorium Sabeti i współautor pierwszego badania.
Na przykład testy mogą pomóc klinicystom w podjęciu decyzji o zastosowaniu oseltamiwiru, popularnego leku przeciwwirusowego, który jest skuteczny tylko w przypadku niektórych szczepów, dodała Arizti-Sanz. W terenie szybkie testy mogą również pomóc naukowcom w bardziej strategicznym pobieraniu próbek podczas epidemii, aby lepiej monitorować rozprzestrzenianie się wirusa.
Następnie naukowcy przystosowują SHINE do testowania zarówno szczepów ptasiej, jak i świńskiej grypy. „W przypadku SARS-CoV-2, a teraz także grypy, pokazaliśmy, że możemy z łatwością dostosować SHINE do wykrywania nowych lub ewoluujących wirusów” – powiedziała Arizti-Sanz. „Jesteśmy podekscytowani możliwością zastosowania go w przypadku wirusa H5N1”.