Исследователи Техниона разработали новый быстрый и точный тест на COVID-19
15.10.2020 16:49Новый метод позволяет избежать ошибок амплификации ПЦР, влияющих на результаты применяемых сегодня тестов на коронавирус.
Ученые Техниона разработали новый метод быстрого и точного определения коронавируса без необходимости полагаться на ПЦР-амплификацию. Новый метод позволяет идентифицировать присутствие SARS-CoV-2 в образце путем подсчета и количественного определения молекул РНК вируса с точностью до одной молекулы. Новый метод позволяет избежать ошибок амплификации ПЦР, обеспечивая более точную клиническую диагностику коронавируса.
Исследование, опубликованное в журнале ACS Nano, проходило под руководством профессора Амита Меллера с участием исследователей программы пост-доктората д-ров Яны Розевски, Таль Гильбоа, Ксандера ван Кутен и штатного научного сотрудника д-ра Дианы Хаттнер с факультета биомедицинской инженерии Техниона, а также профессора Ульрике Штайн и доктора Деннис Кобельт из Центра молекулярной медицины Макса Дельбрюка и больницы Шарите в Берлине.
Тестирование RT-qPCR - наиболее широко используемый сегодня метод анализа на COVID-19, включает в себя ряд подготовительных этапов, включая сбор образца у пациента с помощью мазка, «вскрытие» вируса и извлечение из него РНК. На следующем этапе, называемом обратной транскрипцией (ОТ), специфические «целевые» последовательности РНК копируются в форму ДНК. Наконец, эта ДНК амплифицируется (копируется) с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР). Для того, чтобы получить достаточное для обнаружения количество ДНК, делаются миллионы таких копий.
Для тестирования RT-qPCR требуется большое количество специальных реагентов, дорогостоящее лабораторное оборудование и высококвалифицированные специалисты. Более того, недавние исследования показали, что результаты тестов могут меняться от одного дня к другому и что процесс массивной амплификации может привести к значительным ошибкам. По этим причинам во всем мире предпринимаются усилия по разработке более быстрых, доступных и более точных тестов на коронавирус. Эта задача особенно сложна в случаях, когда «вирусная нагрузка» (количество вирусной РНК) в образце низка и может "обмануть" приборы.
Новый метод, представленный группой проф. Меллера, основан на оригинальных технологиях, разработанных его лабораторией за последние два десятилетия, с использованием наноразмерных отверстий (так называемых «нанопор») для обнаружения отдельных биологических молекул. Эффективность этой технологии уже была продемонстрирована в ряде других биомедицинских направлений. В отличие от традиционной молекулярной диагностики, которая требует больших объемов образцов, содержащих миллионы копий одной и той же молекулы, зондирование нанопор анализирует отдельные биологические молекулы из гораздо меньших образцов.
Сильное электрическое поле используется для развертки и проведения отдельных молекул ДНК (как нитку в иголку) через наноскопическое отверстие, содержащее электрические или оптические датчики. Каждая молекула, которая проходит через отверстие, дает характерную «подпись», которая позволяет идентифицировать и немедленно подсчитывать молекулы разных типов. Такой подход открывает возможность миниатюризации диагностических систем при одновременном повышении точности и надежности тестов - особенно там, где амплификация ПЦР неэффективна или даже вредит надежности теста.
В статье представлены два применения этого метода: идентификация молекул РНК, сигнализирующих о возникновении метастатического рака, и обнаружение РНК коронавируса. Чтобы обеспечить однозначный результат, исследователи разработали процесс, который оставляет нетронутыми только соответствующие «целевые» молекулы, а все остальные разрушает.
В первом приложении исследователи продемонстрировали потенциал этого метода для раннего выявления метастатического рака путем количественной оценки уровней MACC1 - одного из основных генов, которые сигнализируют о формировании метастазов.. Благодаря своей высокой степени чувствительности новый метод успешно оценил масштабы присутствия гена в раковых клетках на ранних стадиях заболевания (известных как стадии I и II) - задача, которую не удалось решить технологиям на основе ПЦР. Разумеется, чем раньше будут обнаружены эти генетические биомаркеры, тем выше шансы на успешное лечение больного.
Во втором приложении исследователи обнаружили молекулы РНК вируса SARS-CoV-2, используя тот же подход. Представленная в статье методика - не первая, предложенная для анализа одиночных молекул, однако, в отличие от предыдущих, она позволяет избежать тех процессов лабораторной обработки взятых проб, которые вносят «шум» и ошибки в систему. Два таких процесса - очистка образцов, при которой многие молекулы-мишени непреднамеренно теряются, и амплификация ДНК, которая может привести к ошибкам генетического кода и как следствие - неверным диагнозам.
По словам проф. Меллера, «наша система позволяет количественно измерить уровни генетической экспрессии РНК с помощью относительно простого устройства с наносенсором, без необходимости очистки образца и без необходимости в процессах массивной амплификации. Мы показали, что наша технология сохраняет уровень генетической экспрессии исходных молекул РНК на протяжении всего процесса. Таким образом, мы получаем более точный метод анализа, который важен в обоих исследованных нами случаях - РНК-биомаркеры метастатического рака и вирус SARS-CoV-2.»
Публикация в ACS Nano - важная веха для исследовательской группы Меллера, но не конец пути. Ожидается, что после дальнейшей работы система обнаружения нанопор станет портативной, а значит - будет открыта для широкого применения в здравоохранении. Технологические и клинические исследования продолжаются на факультете биомедицинской инженерии Техниона в сотрудничестве с BioBank в медицинском центре "Рамбам" в Хайфе. Одновременно ведется работа по коммерческой конверсии новой технологии, чтобы как можно скорее сделать ее доступной для общего использования.
Исследование поддерживается Европейским Союзом (через грант ERC в рамках исследовательской программы Европейской комиссии Horizon 2020), Израильским научным фондом (ISF) и программой поддержки докторантов SignGene.
Источник: MFA
Фото: пресс-служба Техниона
Читайте также:

Израильские ученые меняют магнитные свойства материалов
Израильские исследователи разработали новую технику управления магнитными свойствами материалов,...
Израильские учёные нашли механизм «ремонта» ДНК
Ученые биологического факультета Израильского технологического института (Технион) в Хайфе обнаружили новый механизм, управляющий...
«Супер-пробка» Института Вейцмана для вируса COVID-19
Исследователи израильского Института Вейцмана вместе с партнерами из французского Института Пастера и Национальными институтами...
Израильские ученые объяснили, почему COVID-19 так опасен для пожилых
С начала пандемии коронавируса все мы знаем, что пожилое население более уязвимо для COVID-19, а вакцины...
В Технионе разработана система быстрой проверки на COVID-19
Тест NaorCov19 быстро обнаруживает вирус SARS-CoV-2, используя образец слюны испытуемого и короткий изотермический...Лента новостей:

«Красный Крест» направился за телом убитого заложника
ХАМАС не назвал имя убитого заложника, тело которого собирается передать.
Нетаниягу с трибуны Кнессета: «Ни на одном этапе ранее ХАМАС не соглашался на этот вариант сделки»
Глава правительства Биньямин Нетаниягу...
ВВС ЦАХАЛа атаковали объекты «Хизбаллы» на юге Ливана. Видео
ВВС ЦАХАЛа атаковали объекты террористической инфраструктуры "Хизбаллы" на юге Ливана.
Виткофф и Кушнер прибыли в Израиль
СМИ: спецпосланник США Стив Виткофф и главный советник Белого дома Джаред Кушнер приземлились в Израиле.
Прекращение огня после срыва перемирия в Газе: Израиль ожидает передачи тел заложников
Судя по имеющимся данным, в Газе остаются тела 16 заложников.
Трамп заявил, что США разоружат ХАМАС
"Они обещали, что разоружатся. Они сказали, что разоружатся. Есть сомнение, что они это сделают."
Трамп ожидает расширения Соглашений Авраама
Президент США Дональд Трамп ожидает скорейшего расширения Соглашений Авраама между Израилем и арабскими странами.
Трамп: «Если ХАМАС продолжит убивать людей, у нас не будет выхода, кроме как войти и убить их»
Дональд Трамп прокомментировал сообщения о расправах, которые чинит ХАМАС над...
Антиизраильские активисты Нью-Йорка проведут бдение в память о Синваре
Группа левых активистов призывает присутствующих принести свечи, цветы и "фотографии...
Трамп: «Если ХАМАС не разоружится, мы разоружим его силой»
"Если они не разоружатся, мы разоружим их. И это произойдет быстро, и, возможно, силовым путем"
Elbit Systems стала самой дорогой компанией Израиля
Оборонный концерн Elbit Systems стал самой дорогой израильской компанией, зарегистрированной на Уолл-стрит....
В мае израильские стартапы привлекли 550 млн долл
Израильский технологический сектор продолжает демонстрировать устойчивость и привлекательность...
Брин покупает израильскую компанию Wiz за 32 млрд долл
Компания Alphabet, управляющая Google покупает израильский стартап Wiz, работающий в сфере кибербезопасности, за $32 млрд.
Израильский хайтек привлёк 4 млрд долл за год
Это более чем в два раза превышает показатель предыдущего года.
Израильский туризм: теперь на подъем или дальше в пропасть?
Во время войны самый сильный экономический удар пришелся именно по туристической отрасли и в первую очередь...
Новое в личном кабинете MyGov: напоминания и быстрый вход в учетную запись
Национальная служба информационно-коммуникационных технологий сообщает о появлении новых возможностей в государственном...
Израиль запустил в космос новый спутник-шпион
«Запуск спутника Ofek 19 — это достижение высочайшего мирового уровня и послание всем нашим врагам, где бы они ни находились: мы наблюдаем за вами...
Осторожно, «капча»!
Национальная служба информационно-коммуникационных технологий раскрыла широкомасштабную международную кибератаку ShadowCaptcha
Завершена серия испытаний системы ПРО «Праща Давида»
Израильское управление противоракетной обороны и концерн "Рафаэль" завершили серию испытаний системы ПРО "Праща Давида" в рамках процесса оперативного обучения....
Марсианские ледники оказались практически чистым льдом. Израильское исследование
Исследование израильских ученых меняет взгляд на прошлое...
Эфрат Перец-Томер, старший клинический психолог южного округа «Меухедет», объясняет, как создать адаптированную к обстоятельствам рутину, которая поможет детям более спокойно пережить это сложное время.

Обновленный режим работы медучреждений больничной кассы «Меухедет»
В связи с ситуацией в сфере безопасности и в соответствии с указаниями Министерства здравоохранения, в воскресенье...
В Израиле впервые пересадили искусственное сердце
В Израиле проведена успешная операция по трансплантации искусственного сердца.
Мобильная клиника: комплексное обследование для женщин рядом с домом
Около 140 женщин прошли обследование в передвижной клинике женского здоровья «Меухедет» в Гиватайме...
Прощайте, длинные очереди: новые услуги, которые обеспечат вам качественную и быструю медицинскую помощь
Сегодня в Израиле остро ощущается нехватка врачей-специалистов. Эта ситуация знакома...
Коалиция не поддержала новоназначенного руководителя ШАБАК
"Замена человека с мировоззрением с Каплан другим человеком с похожим мировоззрением не решает проблему, а лишь увековечивает...
Израиль продал вооружений на рекордные 14,8 млрд долл
Экспорт оборонной продукции Израиля в 2024 году составил рекордные $14,8 млрд.
«Битуах Леуми» меняет схему оплаты за резервистскую службу: вы получите больше
"Битуах Леуми" изменяет систему оплаты компенсации за резервистскую...
5 ловушек в автостраховке, о которых не предупреждает реклама, — и как не попасть на тысячи шекелей, «экономя» пару сотен
Все базовые полисы автострахования...
Пошлины Трампа: последствия для Израиля
Надежда правительства Израиля на то, что отмена последних остававшихся пошлин на американскую сельхозпродукцию позволит избежать введения американских...
Израиль отменил все пошлины на импорт из США
Израиль отменил все таможенные пошлины на товары, импортируемые из США
В недавно открытом Центре по просеиванию грунта Древнего Шомрона обнаружены уникальные находки, свидетельствующие о культурном и историческом богатстве древней Самарии: оттиски родосских печатей на винных кувшинах II века до н.э., указывающие на торговые связи с Родосом (Грецией) и импорт вин в местное эллинистическое поселение; эллинистическая статуэтка Медузы; монеты и керамика эпох Первого и Второго Храмов; а также редкий египетский скарабей, вероятно относящийся к Железному веку (израильскому периоду).

Paramount Pictures выразила несогласие с бойкотом израильской киноиндустрии
"Замалчивание отдельных творческих личностей из-за их национальной...
Деятели кино призвали к бойкоту Израиля
Более 4000 деятелей кино подписали письмо с призывом бойкотировать израильскую индустрию.
Шуфутинский назвал 3 сентября народным праздником
Михаил Шуфутинский, автор песни «Третье сентября», в беседе...
Пропалестинцы «выдавили» Гадот с Венецианского кинофестиваля
Израильская актриса Галь Гадот не приедет на 82-й Венецианский...
Фильм «Малахи» — лауреат первой премии Иерусалимского кинофестиваля
Документальный фильм «Малахи», снятый режиссерами Идо Багатом и Ноамом...
Хватит каркать под руку
С самого начала этой войны doomsayers рассказывали нам, что лучше не начинать. Хамас не уничтожить,...
Праздновать можно, но терять фокус нельзя
"Нам потребуются подозрительность, критичность, бдительность...
Борьба со злом для евреев мира - залог самого существования народа Торы
"Сегодня евреи Израиля отвоевали очередной праздник. Заложники зла...
«Каплан» ведёт к разделу страны, и затем - к ее уничтожению
Израиль - тем более как национальное государство еврейского народа - не...
Залог наших будущих побед
Это однозначная победа. ЦАХАЛ продолжает контролировать Газу, и ХАМАС выпускает всех заложников. Так кто же победил террористов?...
Репатриация в условиях войны: психологическая поддержка новых репатриантов
Сегодня тысячи новых репатриантов в Израиле оказались в ситуации,...
Организация «Маса» удостоена «Иерусалимской премии за вклад в единство еврейского народа»
В резиденции президента Израиля в Иерусалиме...
Празднуем Песах на иврите: что нужно знать новым репатриантам
Вы, конечно, знаете, что такое маца. А Агада? А херут? Если вы новый репатриант, вам пригодятся базовые слова и фразы на иврите, связанные с...
Как сегодня работают частные ульпаны в Израиле?
В конце 2024 года многие новые репатрианты столкнулись с проблемой: Министерство алии и интеграции временно остановило программу «Ваучер» по изучению...
Образование для детей, волонтерство для родителей: новый проект «Масы» и НААЛЕ
Организация "Маса", основанная ЕА "Сохнут" и правительством Израиля, уже 21 год содействует участию молодежи из разных стран в...
Олимпийский пиар, или «Как победить Олимпиаду»
После утверждения России, что у них украли золотую медаль по художественной гимнастике, Ядида написал сатирический...
Наши резервы
Мне совершенно не мешает ходить "оборванцем". И вот я вышел из дома в своем обычном виде по делам на угол Бегин-Каплан. В разгар...
Проверка Бузагло
"-Как дела, милые? — спросил входящий в зал человек. -Репетируем удивлённое выражение лица! — ответили многоуважаемые."