I ricercatori del National Institute of Standards and Technology (NIST) hanno prodotto frammenti di geni sintetici da SARS-CoV-2, il virus che causa il COVID-19. Questo materiale, che non è infettivo e sicuro da maneggiare, può aiutare i produttori a produrre test diagnostici più accurati e affidabili per la malattia.

I test per un'infezione attiva, al contrario dei test sugli anticorpi che indicano un'infezione passata, funzionano rilevando i geni del virus su un tampone nasale. Ma un risultato negativo non significa necessariamente che una persona sia libera da malattie. Potrebbe essere che la quantità di virus sia troppo bassa per essere rilevata dal test, che è particolarmente possibile durante i primi giorni dopo aver preso il virus.

"Avere dati migliori sulla sensibilità del test ci aiuterà a capire quanto spesso i test per COVID-19 producono un risultato negativo per le persone che sono effettivamente infette, ", ha affermato la ricercatrice del NIST Megan Cleveland.

Per aiutare con questo, Cleveland e i suoi colleghi del NIST hanno prodotto frammenti sintetici dei geni del virus, che sono scritti nell'RNA, una molecola che codifica le informazioni in modo molto simile al DNA.

La sintesi dell'RNA non è nuova o rivoluzionaria. Ciò che rende questo materiale degno di nota è che gli scienziati del NIST hanno misurato molto attentamente quanti frammenti ci sono in ogni fiala che spediscono.

Utilizzando questo materiale, i ricercatori possono misurare la sensibilità eseguendo test su quantità note di RNA virale. Possono anche usarlo per sviluppare test più sensibili o nuovi tipi di test più veloci o più facili da amministrare.

Il genoma SARS-CoV-2 è di circa 30, 000 paia di basi lunghe. I frammenti di RNA sintetico del NIST sono circa 4 ciascuno, 000 paia di basi lunghe, come mostrato qui:

I ricercatori del NIST hanno scelto di sintetizzare questi particolari frammenti perché contengono le sequenze di RNA mirate da un gran numero di test diagnostici, compresi quelli progettati dal CDC.

Questi frammenti di RNA sono distribuiti dal NIST in piccole fiale confezionate in ghiaccio secco, insieme a una scheda tecnica che elenca la concentrazione dei frammenti nella soluzione. La soluzione contiene circa 1 milione di copie per microlitro, o un milionesimo di litro (una goccia d'acqua contiene circa 20 microlitri). Il NIST ha misurato questa concentrazione più volte utilizzando una tecnica chiamata PCR digitale, o dPCR, che conta il numero di singoli frammenti di DNA in un volume di liquido.

I ricercatori possono utilizzare i frammenti di RNA del NIST per misurare la sensibilità dei test sul coronavirus. Fare quello, userebbero la soluzione concentrata del NIST per creare una serie di campioni sempre più diluiti. Quindi eseguiranno ciascuna di quelle diluizioni attraverso il loro test per trovare la concentrazione più bassa di frammenti di RNA che produce ancora un risultato positivo.

Oltre a misurare la sensibilità, i ricercatori potrebbero anche utilizzare l'RNA sintetico del NIST per sviluppare test più sensibili o nuovi tipi di test. Ad esempio, recenti ricerche hanno dimostrato che potrebbe essere possibile monitorare la diffusione di COVID-19 in una città testando le acque reflue municipali. Il materiale del NIST potrebbe aiutare i ricercatori a garantire che possano rilevare in modo affidabile concentrazioni molto basse di virus in milioni di galloni di acque reflue.

Il NIST sta rilasciando questo RNA sintetico come "materiale per test di grado di ricerca, " sebbene gli scienziati del NIST stiano pianificando di svilupparlo ulteriormente nel tipo di materiale di riferimento standard (SRM) per cui il NIST è noto. Il NIST fornisce questo materiale gratuitamente ai ricercatori, produttori di test e laboratori di test. Informazioni tecniche e istruzioni per la richiesta del materiale sono disponibili sul sito del NIST.

Le società di fornitura genetica stanno anche sintetizzando porzioni dell'RNA del virus, ma ciò che distingue il materiale NIST è la quantità di dati che ne derivano. Informazioni dettagliate su come gli scienziati del NIST hanno sintetizzato i frammenti e misurato la loro concentrazione sono disponibili in un foglio guida online. Informazioni aggiuntive, compresi i dati grezzi e le analisi statistiche delle misurazioni della concentrazione, è disponibile su un sito GitHub. Il NIST fornisce questi dati come parte della sua missione, come laboratorio di misura della nazione, per far progredire la scienza della misurazione.

"La misurazione della sensibilità è una parte importante dello sviluppo dei test, " disse Pietro Vallone, il ricercatore del NIST che ha supervisionato lo sviluppo del nuovo materiale. "E vogliamo assicurarci che le persone dispongano dei materiali e delle informazioni di cui hanno bisogno per effettuare le misurazioni più accurate possibili".