I nanoingegneri dell'Università della California a San Diego hanno sviluppato nuove e migliorate sonde, noti come controlli positivi, che potrebbe rendere più facile la convalida rapida, test diagnostici point-of-care per COVID-19 in tutto il mondo.

I controlli positivi, costituito da particelle simili a virus, sono stabili e facili da fabbricare. I ricercatori affermano che i controlli hanno il potenziale per migliorare l'accuratezza dei nuovi test COVID-19 che sono più semplici, più veloce ed economico, rendendo possibile espandere i test al di fuori del laboratorio.

"Il nostro obiettivo è avere un impatto non necessariamente in ospedale, dove disponi di strutture all'avanguardia, ma con poche risorse, aree sottoservite che potrebbero non disporre di infrastrutture sofisticate o personale qualificato, " ha detto Nicole Steinmetz, un professore di nanoingegneria presso la UC San Diego Jacobs School of Engineering.

I controlli positivi sono un punto fermo in laboratorio:vengono utilizzati per verificare che un test o un esperimento funzioni davvero. I controlli positivi utilizzati principalmente per convalidare i test COVID-19 di oggi sono RNA sintetici nudi, plasmidi o campioni di RNA da pazienti infetti. Ma il problema è che l'RNA e i plasmidi non sono stabili come le particelle virali. Possono degradarsi facilmente e richiedono refrigerazione, rendendoli scomodi e costosi da spedire in tutto il mondo o da conservare per lunghi periodi di tempo.

In un articolo pubblicato il 25 novembre in ACS Nano , I ricercatori della UC San Diego guidati da Steinmetz riferiscono che confezionando segmenti di RNA dal virus SARS-CoV-2 in particelle simili a virus, possono creare controlli positivi per i test COVID-19 che sono stabili:possono essere conservati per una settimana a temperature fino a 40 gradi C (104 gradi F), e conservano il 70% della loro attività anche dopo un mese di conservazione e possono passare il rilevamento come il nuovo coronavirus senza essere infettivo.

Il team ha sviluppato due diversi controlli:uno realizzato con nanoparticelle di virus vegetali, l'altro da nanoparticelle di batteriofagi. Usarli è semplice. I controlli vengono eseguiti e analizzati insieme a un campione del paziente, fornendo un punto di riferimento affidabile per come dovrebbe essere un risultato positivo del test.

Per effettuare i controlli basati sui virus delle piante, i ricercatori usano il virus della screziatura clorotica del fagiolo dall'occhio, che infetta le piante di pisello dagli occhi neri. Essenzialmente aprono il virus, rimuovere il suo contenuto di RNA, sostituirli con un modello di RNA sintetizzato contenente sequenze specifiche del virus SARS-CoV-2, quindi richiudi tutto.

Il processo per realizzare i controlli basati sui batteriofagi inizia con i plasmidi, che sono anelli di DNA. In questi plasmidi sono inserite le sequenze geniche di interesse del virus SARS-CoV-2, così come i geni che codificano per le proteine ​​di superficie del batteriofago Qbeta. Questi plasmidi vengono poi assorbiti dai batteri. Questo processo riprogramma i batteri per produrre particelle simili a virus con sequenze di RNA SARS-CoV-2 all'interno e proteine ​​del batteriofago Qbeta all'esterno.

Entrambi i controlli sono stati validati con campioni clinici. Un grande vantaggio, sottolineano i ricercatori, è che a differenza dei controlli positivi utilizzati oggi, questi possono essere utilizzati in tutte le fasi di un test COVID-19.

"Possiamo usarli come controlli di processo completi:possiamo eseguire l'analisi in parallelo con il campione del paziente a partire dall'estrazione dell'RNA, " ha detto il primo autore Soo Khim Chan, un ricercatore post-dottorato nel laboratorio di Steinmetz. "Gli altri controlli vengono solitamente aggiunti in un passaggio successivo. Quindi, se qualcosa è andato storto nei primi passaggi, non potrai saperlo."

Finora, i ricercatori hanno adattato i loro controlli per l'uso nel test RT-PCR autorizzato dal CDC. Sebbene questo sia attualmente il gold standard per i test COVID-19, è costoso, complesso, e possono essere necessari giorni per restituire i risultati a causa della logistica dell'invio dei campioni a un laboratorio con funzionalità PCR.

Steinmetz, Chan e colleghi stanno ora lavorando per adattare i controlli per l'uso in test diagnostici meno complessi come il test RT-LAMP che può essere eseguito sul posto, fuori dal laboratorio e fornire risultati immediatamente.

"È un approccio nanotecnologico relativamente semplice per rendere i test a bassa tecnologia più accurati, "Ha detto Steinmetz. "Questo potrebbe aiutare ad abbattere alcune delle barriere ai test di massa delle popolazioni meno abbienti negli Stati Uniti e in tutto il mondo".

Titolo dell'articolo:"Particelle biomimetiche simili a virus come strumenti diagnostici del coronavirus 2 della sindrome respiratoria acuta grave".