Un elettrodo economico realizzato in foglia d'oro potrebbe essere utilizzato per aiutare a rilevare le infezioni virali in ambienti con risorse limitate; viene mostrato un centesimo (a sinistra) per il confronto delle dimensioni. Credito:adattato da Scienze Centrali ACS 2021, DOI:10.1021/acscentsci.1c00186
La foglia d'oro, metallo dorato martellato in fogli sottili, viene utilizzata da artisti e artigiani per dorare cornici, opere d'arte e abbigliamento. Nonostante il suo aspetto lussuoso, il materiale è conveniente e disponibile nella maggior parte dei negozi di artigianato. Ora, ricercatori che riferiscono in Scienze Centrali ACS hanno sviluppato elettrodi in foglia d'oro che, in combinazione con un test basato su CRISPR, potrebbe rilevare sensibilmente il DNA del papillomavirus umano (HPV) in campioni umani. Il metodo potrebbe anche essere modificato per diagnosticare altre infezioni virali.
Precedenti ricerche indicano che circa l'80% dei nuovi casi di infezioni a trasmissione sessuale, come l'HPV e il virus dell'immunodeficienza umana (noto come HIV), avvengono in ambienti con risorse limitate. Inoltre, oltre il 90% dei decessi per cancro cervicale, causate principalmente da HPV, si verificano in queste regioni, secondo l'Organizzazione Mondiale della Sanità. Ma le persone in contesti con poche risorse mancano delle strutture, personale qualificato e denaro per condurre test diagnostici comuni, compresa la reazione a catena della polimerasi (PCR) o il rilevamento di anticorpi. Perciò, Ariel Furst, Catherine Klapperich e colleghi volevano sviluppare un semplice, test point-of-care a prezzi accessibili.
Utilizzando un foglio di foglia d'oro 24K, un adesivo, uno stampino e una lametta, i ricercatori hanno realizzato un sistema a tre elettrodi che forniva una lettura in presenza di DNA dell'HPV. Sulla superficie degli elettrodi, hanno attaccato filamenti di DNA etichettati con un colorante. Quindi, hanno amplificato il DNA da campioni di tampone cervicale con una tecnica chiamata amplificazione isotermica mediata da loop, che non richiede costose macchine per PCR. Hanno aggiunto il DNA amplificato, insieme a un enzima CRISPR Cas12a progettato per riconoscere una sequenza HPV, alla superficie dell'elettrodo. In presenza di DNA dell'HPV, Cas12a è stato attivato, inducendo l'enzima a tagliare la sequenza di DNA marcata con il colorante, che ha cambiato il segnale elettrochimico. Il saggio, che costa solo circa $ 2,30 in totale per test (rispetto a $ 30-75 per i test esistenti), HPV accuratamente rilevato nei tamponi cervicali dei pazienti. La tecnologia potrebbe essere adattata per rilevare qualsiasi infezione virale, compreso SARS-CoV-2, dicono i ricercatori.