I ricercatori del Karolinska Institute hanno sviluppato un nuovo metodo che utilizza nanosfere di DNA per rilevare gli agenti patogeni, con l’obiettivo di semplificare i test sugli acidi nucleici e rivoluzionare il rilevamento degli agenti patogeni. I risultati dello studio, pubblicati su Science Advances , potrebbe aprire la strada a un semplice test elettronico in grado di identificare vari acidi nucleici in diversi scenari in modo rapido ed economico.
Il ricercatore principale Vicent Pelechano, professore associato presso il Dipartimento di microbiologia, tumori e biologia cellulare del Karolinska Institute, è cautamente ottimista riguardo al potenziale della tecnologia di rilevare una serie di agenti patogeni in contesti del mondo reale.
"La metodologia prevede la combinazione della biologia molecolare (generazione di nanoball di DNA) e dell'elettronica (quantificazione basata sull'impedenza elettrica) per produrre uno strumento di rilevamento pionieristico", afferma Vicent Pelechano.
I ricercatori hanno modificato una reazione isotermica di amplificazione del DNA chiamata LAMP per generare minuscole nanosfere di DNA da 1-2μM se l’agente patogeno era presente nel campione. Queste nanosfere vengono quindi dirette attraverso minuscoli canali e identificate elettricamente mentre attraversano due elettrodi. Il metodo ha dimostrato una notevole sensibilità rilevando appena 10 molecole target e risultati rapidi in meno di un'ora, utilizzando un sistema compatto e immobile.
"Il rilevamento rapido e accurato del materiale genetico è fondamentale per la diagnosi, soprattutto in risposta alla comparsa di nuovi agenti patogeni", afferma Vicent Pelechano.
Durante la recente pandemia di COVID-19 i ricercatori hanno riscontrato un ampio utilizzo della diagnostica basata sulle proteine per test rapidi. Tuttavia, questi metodi richiedono uno sviluppo di anticorpi di alta qualità che richiede molto tempo. Al contrario, secondo i ricercatori, gli approcci basati sugli acidi nucleici offrono maggiore facilità di sviluppo, maggiore sensibilità e flessibilità intrinseca.
Questo nuovo metodo, che offre un rilevamento senza etichetta, potrebbe accelerare il lancio di nuovi kit diagnostici. Integrando dispositivi elettronici prodotti in serie a prezzi accessibili con reagenti liofilizzati, la tecnologia possiede il potenziale per fornire un dispositivo point-of-care economico, ampiamente diffuso e scalabile.
Il team ha iniziato questo lavoro come estensione dei propri sforzi precedenti nel rilevamento basato su LAMP (amplificazione isotermica mediata da loop) di SARS-CoV-2 durante la pandemia.
Attualmente, il gruppo di ricerca sta esplorando attivamente strade per integrare questa tecnologia in settori quali il monitoraggio ambientale, la sicurezza alimentare, il rilevamento di virus e resistenza antimicrobica. Il team sta inoltre esplorando strade per concedere licenze o potenzialmente creare una startup per trarre vantaggio da questa tecnologia, avendo recentemente richiesto un brevetto per la tecnologia.
Ulteriori informazioni: Muhammad Tayyab et al, Analisi digitale per la quantificazione elettronica rapida di agenti patogeni clinici utilizzando nanosfere di DNA, Progressi scientifici (2023). DOI:10.1126/sciadv.adi4997
Informazioni sul giornale: La scienza avanza
Fornito da Karolinska Institutet
