Home Gesundheit Neue Erkennungsplattform zur schnellen Diagnose von Infektionskrankheiten

Neue Erkennungsplattform zur schnellen Diagnose von Infektionskrankheiten

Der schnelle, präzise und massive Nachweis eines Virus ist der Schlüssel zur Bekämpfung von Infektionskrankheiten wie Covid-19. Eine neue virale Diagnosestrategie unter Verwendung reaktiver polymergepfropfter doppelsträngiger RNAs wird als Vorscreening-Tester für eine Vielzahl von Viren mit erhöhter Empfindlichkeit dienen.

Derzeit ist die am häufigsten verwendete Methode zum Nachweis von Viren die Diagnose der Polymerasekettenreaktion (PCR), mit der ein Teil des Virusgenoms amplifiziert und nachgewiesen wird. Vorkenntnisse über die relevanten Primernukleinsäuren des Virus sind für diesen Test von wesentlicher Bedeutung.

Die von KAIST-Forschern entwickelte Nachweisplattform identifiziert virale Aktivitäten, ohne bestimmte Nukleinsäureziele zu amplifizieren.

Das Forschungsteam unter der Leitung von Professor Sheng Li und Professor Yoosik Kim vom Department of Chemical and Biomolecular Engineering konstruierte eine universelle Viruserkennungsplattform unter Verwendung der unterschiedlichen Merkmale der PPFPA-gepfropften Oberfläche und doppelsträngiger RNAs.

Das Schlüsselprinzip dieser Plattform besteht darin, das charakteristische Merkmal reaktiver polymergepfropfter Oberflächen zu nutzen, die als vielseitige Plattform für die Immobilisierung funktioneller Moleküle dienen.

Diese aktivierten Oberflächen können in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, einschließlich Trennung, Abgabe und Detektion. Da lange doppelsträngige RNAs häufige Nebenprodukte der viralen Transkription und Replikation sind, können diese PPFPA-gepfropften Oberflächen das Vorhandensein verschiedener Arten von Viren ohne vorherige Kenntnis ihrer genomischen Sequenzen nachweisen.

Wir verwendeten die PPFPA-gepfropfte Siliziumoberfläche, um eine universelle Virusnachweisplattform zu entwickeln, indem wir Antikörper immobilisierten, die doppelsträngige RNAs erkennen. “

Yoosik Kim, Professor, Abteilung für chemische und biomolekulare Verfahrenstechnik, KAIST

Um die Nachweisempfindlichkeit zu erhöhen, entwickelte das Forscherteam zweistufige Nachweisverfahrenanaloga zum Sandwich-Enzym-gebundenen Immunosorbens-Assay, bei denen die gebundenen doppelsträngigen RNAs dann unter Verwendung von Fluorophor-markierten Antikörpern sichtbar gemacht werden, die auch die doppelsträngige Sekundärstruktur der RNAs erkennen.

Mithilfe der entwickelten Plattform können lange doppelsträngige RNAs aus einem RNA-Gemisch sowie aus Gesamtzelllysaten, die ein Gemisch aus verschiedenen reichlich vorhandenen Kontaminanten wie DNAs und Proteinen enthalten, nachgewiesen und sichtbar gemacht werden.

Das Forscherteam konnte mit diesem Tool erfolgreich erhöhte Konzentrationen von Hepatitis C- und A-Viren nachweisen.

“Diese neue Technologie ermöglicht es uns, den Virusnachweis aus einer neuen Perspektive zu betrachten. Indem wir auf einen gemeinsamen Biomarker, virale doppelsträngige RNAs, abzielen, können wir eine Vorscreening-Plattform entwickeln, mit der infizierte Populationen schnell von nicht infizierten unterschieden werden können”, sagte er Professor Li.

“Diese Erkennungsplattform bietet neue Perspektiven für die Diagnose von Infektionskrankheiten. Sie bietet schnelle und genaue Diagnosen für eine infizierte Bevölkerung und verhindert den Zustrom massiver Ausbrüche”, sagte Professor Kim.

Quelle:

Das Korea Advanced Institute of Science and Technology

Zeitschriftenreferenz:

Ku, J., et al. (2020) Reaktives Polymer-Targeting von dsRNA als universelle Virusdetektionsplattform mit erhöhter Empfindlichkeit. Biomakromoleküle. doi.org /10.1021 /acs.Biomac.0c00379.

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