Un robusto, piattaforma di imaging a basso costo che utilizza la tecnologia lab-on-a-chip creata dall'Università della California, Gli scienziati di Irvine potrebbero essere disponibili per la diagnostica rapida del coronavirus e i test anticorpali in tutta la nazione entro la fine dell'anno.

Il sistema UCI può fare molto per la diffusione di un vaccino per il COVID-19 e per la riapertura dell'economia, poiché entrambi richiedono test diffusi per il virus e i suoi anticorpi. Finora, il test degli anticorpi negli Stati Uniti è stato troppo impreciso o costoso per raggiungere i numeri necessari.

Ma gli investigatori dell'UCI Weian Zhao, Per Niklas Hedde, Enrico Gratton e Philip Felgner credono che la loro nuova tecnologia possa aiutare ad accelerare il processo di test in modo rapido e conveniente. La loro scoperta appare nel diario Laboratorio su un chip , pubblicato dalla Royal Society of Chemistry.

"Dobbiamo testare milioni di persone al giorno, e siamo molto lontani da questo, " disse Hedde, uno scienziato di progetto in scienze farmaceutiche e autore principale dello studio. "Questa accurata piattaforma di test consente ai funzionari della sanità pubblica di implementare strategie di mitigazione personalizzate necessarie per riaprire in sicurezza il Paese e l'economia".

Come funziona

Usando il sangue di una puntura al dito, il test UCI sonda centinaia di risposte anticorpali a 14 virus respiratori, compreso SARS-CoV-2, in sole due o quattro ore. Identificare le risposte alle infezioni virali con sintomi simili a quelli di COVID-19 manterrà gli ospedali lontani dai pazienti con raffreddore e influenza standard.

I risultati vengono stampati su una piattaforma di imaging a basso costo. L'imager TinyArray combina un prototipo stampato in 3D con un LED standard e una piccola fotocamera da 5 megapixel per trovare i marker per molti anticorpi contemporaneamente. Ciò garantisce una precisione pari a quella dei costosi sistemi di imaging, ma rende la piattaforma abbastanza portatile da poter essere distribuita ovunque, a un costo di soli $ 200.

Lo stesso dispositivo può anche elaborare i risultati dei test di tampone nasale comunemente usati per SARS-CoV-2 in modo che i pazienti possano essere testati per COVID-19 e i suoi anticorpi su un'unica piattaforma.

Attualmente, la maggior parte dei test anticorpali controlla solo uno o due antigeni, le sostanze estranee che inducono il corpo a produrre anticorpi.

"Un mese o due fa, il test era considerato come il selvaggio West, " disse Zhao, un professore di scienze farmaceutiche, aggiungendo che la maggior parte dei test sugli anticorpi SARS-CoV-2 sono "solo non accurati".

I sistemi che testano l'intera gamma di anticorpi necessari per risultati affidabili richiedono macchine di imaging che costano $ 10, 000 a $ 100, 000 e sono troppo ingombranti per un uso diffuso. Le aree senza le risorse per acquisire una di queste macchine devono inviare i loro campioni a laboratori esterni per i test, il che significa che i risultati richiedono giorni anziché ore.

Grande impatto

Test su larga scala determineranno quale percentuale della popolazione ha avuto COVID-19 ma non ha mai mostrato sintomi, che avrà un grande impatto sulla salute pubblica e sulle decisioni di riapertura.

"E se si scopre che una percentuale maggiore delle persone in una comunità ha già contratto il virus?" ha detto Zhao. "Questo significa che sei più vicino al raggiungimento dell'immunità di gregge."

E capire quali anticorpi vengono prodotti e quanto durano sarà fondamentale per sviluppare un vaccino efficace e somministrare il giusto dosaggio. Questo potrebbe essere critico per gli anni a venire se il virus mutasse, richiedono aggiornamenti molto simili alle vaccinazioni antinfluenzali annuali.

La squadra UCI ha già completato 5, 000 test nella contea di Orange, e l'obiettivo finale è testare 20, 000 campioni per unità al giorno. I ricercatori stanno collaborando con le startup UCI Velox Biosystems Inc. e Nanommune Inc. per aumentare la produzione. Si aspettano che l'imager TinyArray sarà pronto per essere distribuito negli Stati Uniti entro la fine del 2020 e stanno lavorando con scienziati in Uruguay, Russia e Thailandia per sviluppare sistemi simili per le loro nazioni.

"Sarebbe fantastico per un paese a basso reddito, " Ha detto Hedde. "Poiché i materiali del dispositivo sono economici e facili da ottenere, la piattaforma è facile da produrre e utilizzare in aree con risorse limitate, rendere i test accessibili su scala mondiale."