- Aktualne testy, które mogą dokładnie mierzyć poziomy przeciwciał przeciwko SARS-CoV-2 — wirus wywołujący COVID-19 — jest kosztowny, czasochłonny i wymaga zaawansowanych systemów wykrywania.
- Jednak naukowcy opracowali teraz szybki i opłacalny test przeciwciał, który może określić ilościowo poziom przeciwciał za pomocą glukometrów powszechnie używanych do pomiaru poziomu cukru we krwi.
- Czułość tego nowego testu przeciwciał opartego na glukometrze była podobna do obecnych testów „złotego standardu”, a test można było również dostosować do innych schorzeń.
Naukowcy z Johns Hopkins University opracowali nowy szybki test, który może wykrywać przeciwciała przeciwko SARS-CoV-2 przy użyciu powszechnie dostępnych
Jeden ze współautorów badania Dr Jamie Spanglerprofesor na Johns Hopkins University, powiedział: „Ta praca przedstawia innowacyjne podejście do demokratyzacji dostępności danych dotyczących ochrony immunologicznej poprzez wykorzystanie komercyjnych glukometrów do ilościowego pomiaru poziomu przeciwciał ukierunkowanych na choroby”.
Dr Eliah Aronoff-Spencer, profesor medycyny na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego, powiedział: „Chociaż istnieją godne uwagi bariery w rozwoju praktycznej diagnostyki z wykorzystaniem gotowych glukometrów, badania takie jak te wskazują na możliwą przyszłość, w której diagnostyka domowa jest tak tania i dokładne jak wykrywanie glukozy. W tym momencie nastąpi transformacja w globalnym nadzorze i osobistym wykrywaniu chorób”.
Badanie pojawia się w Dziennik Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego.
Testy do diagnozowania COVID-19 wykrywają obecność wirusowego materiału genetycznego lub białek. Natomiast testy mierzące przeciwciała przeciwko SARS-CoV-2 mogą pomóc w ocenie wcześniejszej ekspozycji na wirusa.
Te przeciwciała obejmują przeciwciała IgG, które są dominującym rodzajem przeciwciał obecnych we krwi. Przeciwciała IgG odgrywają kluczową rolę w wytwarzaniu odpowiedzi immunologicznej przeciwko bakteriom i wirusom, w tym SARS-CoV-2.
Warto zauważyć, że te przeciwciała IgG utrzymują się przez miesiące po infekcji SARS-CoV-2 lub po otrzymaniu szczepionki COVID-19.
Poziomy przeciwciał IgG są
Pojawienie się nowych wariantów SARS-CoV-2 wzbudziło również obawy dotyczące zanikania odporności, co sprawia, że ocena poziomu ochrony immunologicznej w populacji jest kluczowa. Określenie poziomów przeciwciał przeciwko SARS-CoV-2 może zatem pomóc w kierowaniu decyzjami politycznymi dotyczącymi konieczności podania dawek przypominających.
Chociaż szybkie testy ELISA zostały opracowane do użytku w klinice, testy te dostarczają jedynie informacji jakościowych i pozostają kosztowne. W związku z tym istnieje zapotrzebowanie na opłacalne i szeroko dostępne alternatywy dla testów ELISA, które mogą być stosowane przez klinicystów lub ogół społeczeństwa.
Aby przezwyciężyć te ograniczenia związane z testami ELISA, naukowcy opracowali
Testy te obejmują przeciwciała lub inne cząsteczki wykrywające sprzężone z enzymem inwertazą, który rozkłada sacharozę lub cukier na glukozę. Przeciwciała sprzężone z inwertazą wiążą się z białkiem będącym przedmiotem zainteresowania w próbce i wytwarzają glukozę po wprowadzeniu roztworu sacharozy. Ilość wytworzonej glukozy jest proporcjonalna do ilości białka będącego przedmiotem zainteresowania i może być wykryta przez glukometr.
Jednak sprzęganie przeciwciał z inwertazą okazało się trudne. W niektórych badaniach naukowcy pośrednio powiązali inwertazę z przeciwciałami za pomocą związków pośrednich, takich jak nanocząsteczki. Jednak takie podejście może powodować zmiany w ilości sprzężenia i daje niespójne wyniki.
Naukowcy z Johns Hopkins University opracowali teraz nowy test wykorzystujący przeciwciała, które są bezpośrednio sprzężone z dwiema cząsteczkami inwertazy. Naukowcy wykorzystali genetycznie zmodyfikowane komórki hodowane w laboratorium do ekspresji tych przeciwciał połączonych z cząsteczkami inwertazy.
W przeciwieństwie do sprzężenia pośredniego, fuzja genetyczna przeciwciała i enzymu inwertazy zapewnia, że do przeciwciała jest przyłączona stała liczba cząsteczek inwertazy. Te przeciwciała w połączeniu z inwertazą mogą wiązać się ze wszystkimi ludzkimi przeciwciałami IgG.
Nowatorski test wykorzystuje plastikowy pasek pokryty białkiem wypustek SARS-CoV-2. Po inkubacji paska z próbkami krwi od osób z historią COVID-19, przeciwciała specyficzne dla SARS-CoV-2 selektywnie wiążą się z białkami kolców pokrywającymi powierzchnię paska.
Po wypłukaniu paska w celu usunięcia nieswoistych przeciwciał, pasek jest najpierw przenoszony do roztworu zawierającego białko fuzyjne przeciwciało-inwertaza, a następnie do roztworu sacharozy.
Przeciwciała IgG specyficzne dla SARS-CoV-2 związane z białkiem wypustek na pasku mogą być następnie wykryte przez białko fuzyjne przeciwciało-inwertaza. Enzym inwertaza następnie rozkłada sacharozę na glukozę, którą można wykryć za pomocą glukometru. Test wytwarza glukozę w proporcji do przeciwciał IgG specyficznych dla SARS-CoV-2 w próbce krwi.
W niniejszym badaniu naukowcy odkryli, że oparty na glukometrze test przeciwciała i inwertazy białkowej może dokładnie wykryć przeciwciała IgG przeciwko SARS-CoV-2, a jego wydajność była porównywalna z dostępnymi na rynku testami ELISA.
Białko fuzyjne przeciwciało-inwertaza rozpoznaje wszystkie przeciwciała IgG wytwarzane przez organizm ludzki, dzięki czemu test ten jest wszechstronny.
„Bezpośrednim celem tej technologii jest zwiększenie skali produkcji w celu umożliwienia szerokiego wdrożenia. Mamy nadzieję wykorzystać pojawiające się dane z tej platformy, aby skorelować ochronę przed chorobami z poziomami przeciwciał u szerokiej gamy podmiotów” – powiedział dr Spangler.
Test można było zastosować wobec innych warunków przez powlekanie paska białkiem innym niż białko wypustek SARS-CoV-2 typu dzikiego. Na przykład paski pokryte białkiem wypustek z wariantu SARS-CoV-2 można wykorzystać do pomiaru poziomu przeciwciał przeciwko temu wariantowi.
„Przewidujemy, że opracowany przez nas test mógłby zostać przystosowany do wykrywania przeciwciał przeciwko przyszłym wariantom wirusa SARS-CoV-2, a także przeciwko innym chorobom zakaźnym. Test może być również używany do wykrywania przeciwciał w kontekście innych schorzeń, takich jak rak, zaburzenia autoimmunologiczne, alergia lub przeszczep”.
— Dr Jamie Spangler
„Ta technologia może dostarczyć ważnych informacji naukowych, a także wpływać na decyzje związane z interwencjami medycznymi i polityką zdrowia publicznego. Co więcej, wszechstronny charakter tej platformy pozwala na łatwe dostosowanie jej do różnych zastosowań chorób, poza infekcjami” – dodał dr Spangler.
