Wetenschappers hebben een nieuwe manier ontwikkeld om de eiwitten te detecteren waaruit het pandemische coronavirus bestaat, evenals antistoffen ertegen. Ze ontwierpen op eiwit gebaseerde biosensoren die gloeien wanneer ze worden gemengd met componenten van het virus of specifieke COVID-19-antilichamen. Deze doorbraak zou in de nabije toekomst sneller en meer wijdverbreid testen mogelijk kunnen maken. Het onderzoek verschijnt in Natuur .

Om vandaag een coronavirusinfectie te diagnosticeren, de meeste medische laboratoria vertrouwen op een techniek genaamd RT-PCR, die genetisch materiaal van het virus versterkt zodat het kan worden gezien. Deze techniek vereist gespecialiseerd personeel en materieel. Het verbruikt ook laboratoriumbenodigdheden waar nu over de hele wereld veel vraag naar is. Tekorten in de toeleveringsketen hebben de testresultaten van COVID-19 in de Verenigde Staten en daarbuiten vertraagd.

In een poging om coronavirus rechtstreeks in patiëntenmonsters te detecteren zonder de noodzaak van genetische amplificatie, een team van onderzoekers onder leiding van David Baker, hoogleraar biochemie en directeur van het Institute for Protein Design bij UW Medicine, gebruikte computers om nieuwe biosensoren te ontwerpen. Deze op eiwitten gebaseerde apparaten herkennen specifieke moleculen op het oppervlak van het virus, aan hen binden, vervolgens licht uitzenden via een biochemische reactie.

Antilichaamtesten kunnen uitwijzen of een persoon in het verleden COVID-19 heeft gehad. Het wordt gebruikt om de verspreiding van de pandemie te volgen, maar het , te, vereist complexe laboratoriumbenodigdheden en apparatuur.

Hetzelfde team van UW-onderzoekers creëerde ook biosensoren die gloeien wanneer ze worden gemengd met COVID-19-antilichamen. Ze toonden aan dat deze sensoren niet reageren op andere antistoffen die mogelijk ook in het bloed zitten, inclusief diegene die zich richten op andere virussen. Deze gevoeligheid is belangrijk om fout-positieve testresultaten te vermijden.

"We hebben in het laboratorium aangetoond dat deze nieuwe sensoren gemakkelijk viruseiwitten of antilichamen kunnen detecteren in gesimuleerde neusvloeistof of gedoneerd serum, zei Bakker. "Ons volgende doel is ervoor te zorgen dat ze betrouwbaar kunnen worden gebruikt in een diagnostische omgeving. Dit werk illustreert de kracht van de novo eiwitontwerp om moleculaire apparaten helemaal opnieuw te maken met nieuwe en nuttige functies."

Naast COVID-19, het team toonde ook aan dat vergelijkbare biosensoren kunnen worden ontworpen om medisch relevante menselijke eiwitten te detecteren, zoals Her2 (een biomarker en therapiedoelwit voor sommige vormen van borstkanker) en Bcl-2 (die klinische betekenis heeft bij lymfoom en sommige andere kankers), evenals een bacterieel toxine en antilichamen die zich richten op het hepatitis B-virus.