Un metodo rapido e accurato per testare l’infezione da COVID-19 rappresenterebbe un grande passo avanti per superare la presa del virus sulla nostra società. Ora, i ricercatori giapponesi hanno sviluppato una soluzione promettente:una nuova piattaforma che abbina la tecnologia dei nanopori all’intelligenza artificiale. L'articolo "Test rapidi ad alta precisione delle varianti omicron SARS-CoV-2 in campioni clinici utilizzando AI-nanopore" è stato pubblicato su Lab on a Chip .
Cos'è un nanoporo? Un nanoporo è un minuscolo foro in un substrato sottile, spesso un wafer di silicio. Un nanoporo può variare da diversi nanometri a diverse centinaia di nanometri di diametro, una scala sufficientemente piccola da funzionare con SARS-CoV-2, il virus che causa COVID-19.
Kaoru Murakami, l'autore principale dello studio, spiega:"La nostra tecnologia prevede l'osservazione dei cambiamenti nella corrente elettrica mentre diversi materiali vengono fatti passare attraverso minuscoli nanopori. Con l'uso dell'intelligenza artificiale, possiamo comprendere la struttura, il volume e la carica superficiale di diversi materiali, inclusi i virus."
SARS-CoV-2 è tipico di molti altri virus a RNA in quanto muta costantemente, modificando così le proprietà del virus, compresi i tassi di infezione e i sintomi. Una famigerata mutazione del virus, la variante omicron, è stata identificata per la prima volta nel novembre 2021 ed è nota per la sua capacità di diffondersi rapidamente. Finora una delle sfide più grandi per i test COVID-19 è stata determinare con precisione la presenza o l'assenza di varianti appena mutate in un campione.
Pertanto, i ricercatori hanno innanzitutto cercato di dimostrare che la loro piattaforma poteva rilevare le differenze tra sei diverse varianti di SARS-CoV-2. Successivamente, hanno studiato se la loro piattaforma potesse identificare i ceppi di SARS-CoV-2 in 241 campioni di saliva, raccolti da 132 persone infette da SARS-CoV-2 e da 109 persone non infette.
Non solo la piattaforma è stata in grado di distinguere tra le varianti SARS-CoV-2, ma è stata anche in grado di determinare la presenza della variante omicron nel 100% dei casi.
I ricercatori ipotizzano che la loro piattaforma basata sull’intelligenza artificiale stia rilevando differenze nelle cosiddette proteine spike (chiamate anche proteine S) che rivestono la superficie dei coronavirus. Queste proteine, che tendono a mutare molto rapidamente, si legano ai recettori delle cellule ospiti e svolgono un ruolo cruciale nella penetrazione nelle cellule ospiti.
Fino ad ora, il gold standard per il rilevamento della SARS-CoV-2 è stato un metodo chiamato RT-PCR (il test di reazione a catena della polimerasi con trascrizione inversa).
"Come la RT-PCR, la nostra piattaforma di nanopori AI è in grado di rilevare il coronavirus con elevata sensibilità e specificità. Tuttavia, uno dei principali vantaggi del nostro sistema di nanopori è che è molto meno costoso e ha il potenziale per misurare un numero maggiore di campioni in un dato periodo di tempo", spiega Masaaki Murakami, autore senior.
I vantaggi di questo sistema non sono specifici della SARS-CoV-2; anche altri virus a RNA tendono ad avere tassi di mutazione elevati, quindi questa piattaforma potrebbe essere utilizzata per rilevare virus come l’influenza. La nuova piattaforma potrebbe anche essere rapidamente adattata per testare la prossima malattia infettiva emergente.
Ulteriori informazioni: Kaoru Murakami et al, Test rapidi ad alta precisione delle varianti omicron SARS-CoV-2 in campioni clinici utilizzando AI-nanopore, Lab on a Chip (2023). DOI:10.1039/D3LC00572K
Informazioni sul giornale: Lab su un chip
Fornito dall'Università di Osaka
