Un'illustrazione di un nuovo biosensore che si lega a una molecola mirata ed emette luce. La creazione del biosensore è stata guidata dall'UW Medicine Institute for Protein Design. Credito:Ian Haydon/UW Medicine Institute for Protein Design
Gli scienziati hanno creato un nuovo modo per rilevare le proteine che compongono il coronavirus pandemico, così come gli anticorpi contro di essa. Hanno progettato biosensori a base di proteine che si illuminano quando vengono miscelati con componenti del virus o anticorpi specifici per il COVID-19. Questa svolta potrebbe consentire test più rapidi e più diffusi nel prossimo futuro. La ricerca appare in Natura .
Per diagnosticare l'infezione da coronavirus oggi, la maggior parte dei laboratori medici si affida a una tecnica chiamata RT-PCR, che amplifica il materiale genetico del virus in modo che possa essere visto. Questa tecnica richiede personale e attrezzature specializzate. Consuma anche forniture di laboratorio che ora sono molto richieste in tutto il mondo. Le carenze della catena di approvvigionamento hanno rallentato i risultati dei test COVID-19 negli Stati Uniti e oltre.
Nel tentativo di rilevare direttamente il coronavirus nei campioni dei pazienti senza la necessità di amplificazione genetica, un team di ricercatori guidati da David Baker, professore di biochimica e direttore dell'Institute for Protein Design presso UW Medicine, computer utilizzati per progettare nuovi biosensori. Questi dispositivi a base di proteine riconoscono molecole specifiche sulla superficie del virus, lega a loro, quindi emettono luce attraverso una reazione biochimica.
Il test degli anticorpi può rivelare se una persona ha avuto il COVID-19 in passato. Viene utilizzato per monitorare la diffusione della pandemia, ma ciò , pure, richiede forniture e attrezzature di laboratorio complesse.
Alfredo Quijano-Rubio conduce ricerche presso l'UW Medicine Institute for Protein Design di Seattle. Ha guidato il lavoro sulla progettazione e sui test di nuovi biosensori a emissione di luce per rilevare le proteine e gli anticorpi del coronavirus. Modifiche future a questo modello di biosensore potrebbero anche essere utili per rilevare altre molecole clinicamente importanti nel cancro e nelle malattie infettive Credito:Ian Haydon/UW Institute for Protein Design
Lo stesso team di ricercatori UW ha anche creato biosensori che si illuminano quando mescolati con anticorpi COVID-19. Hanno dimostrato che questi sensori non reagiscono ad altri anticorpi che potrebbero essere anche nel sangue, compresi quelli che prendono di mira altri virus. Questa sensibilità è importante per evitare risultati di test falsi positivi.
"Abbiamo dimostrato in laboratorio che questi nuovi sensori possono rilevare prontamente proteine virali o anticorpi nel fluido nasale simulato o nel siero donato, disse Baker. "Il nostro prossimo obiettivo è garantire che possano essere utilizzati in modo affidabile in un ambiente diagnostico. Questo lavoro illustra la potenza della progettazione di proteine de novo per creare dispositivi molecolari da zero con funzioni nuove e utili".
Oltre il COVID-19, il team ha anche dimostrato che biosensori simili potrebbero essere progettati per rilevare proteine umane rilevanti dal punto di vista medico come Her2 (un biomarcatore e bersaglio terapeutico per alcune forme di cancro al seno) e Bcl-2 (che ha un significato clinico nel linfoma e in alcuni altri tumori), così come una tossina batterica e anticorpi che colpiscono il virus dell'epatite B.
