Израильская технология сократит время диагностики коронавируса

В настоящее время ожидание результатов анализа на коронавирус может затянуться на два дня. Это слишком долго, и представляет собой одну из самых больших проблем в лечении зараженных пациентов и увеличивает риск распространения инфекции. В Китае, который является источником и крупнейшим очагом нового штамма коронавируса в мире, многие пациенты умерли от осложнений, не дождавшись результатов теста, а другие, не будучи своевременно диагностированными, продолжали распространять инфекцию.
Новая технология, разработанная доктором Амосом Даниэли, профессором инженерного факультета Бар-Иланского университета, может решить эту проблему, сократив время анализа образцов слюны на коронавирус до пятнадцати минут.

Еще в 2007 году лаборатория доктора Даниэли представила технологию чувствительного выявления вирусов, основанную на определении характерных для патогена последовательностей РНК. Первое время ее использовали для борьбы с инфекциями у крупного рогатого скота, а позже, адаптировав и усовершенствовав, стали применять для точной диагностики многих опасных вирусов, включая вирус Зика. В настоящее время методика используется в центральной лаборатории вирусологии Министерства здравоохранения Израиля, функционирующей в составе медицинского центра Шиба.

«Когда я услышал о китайском коронавирусе, то подумал, что нам, вероятно, стоит подумать над адаптацией своей технологии, – говорит доктор Даниэли. – Мы тесно общаемся и сотрудничаем с несколькими лабораториями в Китае и Вьетнаме, и там нам говорили, что время, которое уходит на анализ образцов слюны, серьезно ограничивает число людей, которые они могут проверять ежедневно. Я подумал, мы сможем помочь».
Разработанная израильским профессором технология работает за счет присоединения вирусной РНК к флуоресцирующей молекуле, которая при воздействии на нее лазерным лучом излучает свет. Однако при низких концентрациях РНК излучаемый сигнал настолько слабый, что не может быть обнаружен существующими устройствами.

«Если представить, что слюна пациента заполняет собой всю комнату, то диаметр лазерного луча будет сопоставим по размеру с кулаком взрослого человека. При низком содержании вирусной РНК внутри этого «кулака» может быть всего две-три флуоресцирующие молекулы», – поясняет доктор Даниэли. По его словам, чтобы их можно было обнаружить, последовательность РНК должна дублироваться более 30 раз, при этом каждый цикл дублирования занимает чуть больше полминуты.
«Мы нашли способ, который требовал всего пять или шесть циклов дублирования, – продолжает профессор. – Он заключается в добавлении в раствор магнитных частиц, которые помогают вирусным РНК прилипать к флуоресцирующим молекулам и концентрироваться внутри лазерного луча. Это обеспечивает более точное измерение».

При разработке новой технологии доктор Даниэли руководствовался двумя основными целями: упростить процесс диагностики и сделать его более точным. Он поясняет, что в основе процесса лежит использование двух небольших электромагнитов, работающих от электрического тока. Правильно расположив их, разработчики смогли создать сильное магнитное поле, собрать тысячи флуоресцирующих молекул из всего раствора и объединить их внутри лазерного луча, тем самым усилив сигнал на несколько порядков.
Но это еще не все. «Вместо перекачивания раствора мы работаем с электромагнитами, то справа, то слева, перемещая молекулы из стороны в сторону, внутрь и за пределы лазерного луча, – продолжает доктор Даниэли. – Когда они проходят через лазерный луч, они начинают светиться, когда выходят за его пределы, перестают. Это мерцание позволяет нам без каких-либо дополнительных процедур точно определить, заражен человек коронавирусом или нет».

Высокая чувствительность технологии и простота в эксплуатации позволяют легко использовать ее в местах оказания медицинской помощи с ограниченными ресурсами. Чтобы предоставить врачам альтернативный метод точной диагностики вируса, израильская команда также сотрудничает с европейскими университетами, пытаясь выявить антитела, которые иммунная система производит против коронавируса.
Пока доктор Даниэли работает над тест-системами для обнаружения различных вирусов, таких как вирус Зика или коронавирус, компания MagBiosense, занимающаяся созданием медицинских устройств, разрабатывает прибор размером с домашнюю кофе-машину, в основе которого будет лежать израильская технология. В настоящее время профессор находится в поисках инвестора, чтобы ускорить разработку и коммерциализацию тест-системы для диагностики китайского коронавируса, с тем чтобы ее можно было как можно быстрее начать использовать в больницах.