Poiché la variante BA.5 omicron continua a diffondersi, gli esperti sanitari si stanno preparando sempre più per un futuro in cui tali varianti di COVID-19 emergono, aumentano e si ritirano, in modo simile all'influenza stagionale. Una parte importante per rimanere al passo con questi cambiamenti sarà la capacità di monitorare rapidamente il virus su una "scala di popolazione", uno sforzo che richiederà test accurati e ultraveloci.

Per aiutare a vincere questa sfida, i ricercatori della School of Science dell'IUPUI stanno sviluppando un nuovo biosensore con il potenziale per raggiungere la velocità e l'efficienza necessarie per il futuro dei test COVID-19.

Il lavoro è stato recentemente riportato in ACS Applied Material Interfaces , un giornale dell'American Chemical Society. È guidato da Rajesh Sardar, professore di chimica e biologia chimica alla School of Science, e Adrianna Masterson, una studentessa laureata nel laboratorio di Sardar al momento dello studio.

"Tutti sono alla ricerca di test ad alta velocità; questo tipo di analisi ad alta velocità è essenziale per il futuro della lotta contro COVID-19", ha affermato Sardar. "Ci sono molti vantaggi in particolare nella nostra tecnologia:è veloce, efficiente, precisa e sensibile senza precedenti."

In termini di velocità, il test COVID-19 del laboratorio di Sardar può attualmente analizzare campioni di 96 individui in meno di tre ore, ha affermato. In termini di efficienza, il sistema richiede solo 10 microlitri di sangue.

In confronto, un tipico ordine di analisi del sangue da parte di un medico di base raccoglie 10 millilitri di sangue, più di 1.000 volte di più.

Il sensore funziona anche con altri tipi di campioni, come la saliva, ha affermato Sardar. Ma lo studio è stato condotto utilizzando il sangue poiché è il fluido corporeo più complesso e quindi il miglior indicatore dell'accuratezza di un sensore. Tutti i campioni di test sono stati ottenuti dall'Indiana Biobank, che ha fornito 216 campioni di sangue, inclusi 141 campioni di pazienti con COVID-19 e 75 campioni di controllo sani.

Sulla base di un'analisi alla cieca, i ricercatori IUPUI hanno scoperto che il tasso di precisione del loro biosensore era del 100% e il suo tasso di specificità era del 90%. In altre parole, il sensore non ha mai segnalato un falso negativo e ha riportato un falso positivo solo in 1 campione su 10. Ai fini della sicurezza pubblica, Sardar ha affermato che l'assenza di falsi negativi è più importante dei falsi positivi, perché una persona con un falso negativo può infettare inconsapevolmente altri, mentre una persona con un falso positivo non è un pericolo.

Inoltre, Sardar ha affermato che il sensore è risultato estremamente accurato nel misurare la concentrazione di anticorpi COVID-19 nel corpo. Questo perché rileva non solo la proteina spike del virus, ma anche le proteine ​​create dall'organismo per proteggersi dal virus:l'immunoglobina G o IgG.

Ha anche affermato che la capacità di misurare gli anticorpi COVID-19 è significativa perché molti test anticorpali COVID-19 attualmente approvati in base all'autorizzazione all'uso di emergenza della FDA non forniscono conteggi specifici di anticorpi, nonostante il fatto che questo numero indichi la forza dell'immunità di una persona a infezione.

"Misurare accuratamente i livelli di immunità dei pazienti sarà fondamentale per la protezione contro il COVID-19 in futuro", ha affermato Sardar. "Questo può essere visto chiaramente nel nostro attuale stato di cose, poiché varianti come omicron e, più recentemente, BA.5, stanno infettando anche individui completamente vaccinati e potenziati".

Per ottenere i suoi risultati, il biosensore del laboratorio di Sardar utilizza nanoprismi triangolari d'oro sintetizzati chimicamente, che forniscono una risposta ottica straordinariamente potente a quantità anche minuscole di IgG. Significa anche che il sensore può rilevare gli anticorpi nelle prime fasi dell'infezione.

Il lavoro, iniziato nei primi giorni della pandemia, si basa sui risultati promettenti iniziali pubblicati nel giugno 2021. Successivamente, Sardar mira a perfezionare ulteriormente la tecnologia, con l'obiettivo di poter elaborare 384 campioni in meno di un'ora. o 5.000 campioni al giorno, se utilizzati in un centro di analisi più grande.

"Questa ricerca riguarda la preparazione per il futuro", ha affermato Sardar, che è anche ricercatore presso l'Università dell'Indiana Melvin e il Bren Simon Comprehensive Cancer Center. "Il ceppo H1N1 dell'influenza ha quasi 100 anni. Mi aspetto che anche il coronavirus sarà con noi a lungo. Guardando al futuro, dobbiamo trovare modi per misurare le infezioni o i rischi di infezione di molte persone, in modo rapido e semplice ed efficiente per essere un passo avanti al virus". + Esplora ulteriormente

Sensore basato su nanotecnologia sviluppato per misurare i microRNA nel sangue, accelerare il rilevamento del cancro