Het Zika-virus, die microcefalie en andere neurologische complicaties blijft veroorzaken bij zuigelingen van wie de moeder tijdens de zwangerschap is geïnfecteerd, blijft een probleem voor de volksgezondheid. Onderzoekers van Brigham en Women's Hospital werken aan de ontwikkeling van een nieuwe manier om Zika snel en nauwkeurig te diagnosticeren met behulp van mobiele gezondheidstechnologieën die mogelijk kunnen worden ingezet in omgevingen met beperkte middelen. De onderzoekers stellen zich ook voor dat de tool thuistesten zou kunnen bieden voor paren die proberen zwanger te worden, vooral op locaties met een hoog infectierisico. In het juninummer van ACS Nano , Onderzoekers beschrijven een nieuwe technologie die gebruikmaakt van de vooruitgang in digitale gezondheidssystemen en nanotechnologie om een ​​smartphone te transformeren in een apparaat dat Zika kan detecteren.

"Zika-diagnostiek vertegenwoordigt een dringende behoefte in veel delen van de wereld. Ons doel is om deze onvervulde klinische behoefte aan te pakken met behulp van op mobiele telefoons gebaseerde technologie, " zei corresponderende auteur Hadi Shafiee, doctoraat, hoofdonderzoeker bij de BWH Division of Engineering in Medicine en Renal Division of Medicine. "Mobiele telefoons hebben de kracht om ingewikkelde analyses uit te voeren, omgaan met beeldverwerking, foto's van hoge kwaliteit maken, en zijn alomtegenwoordig in door Zika geteisterde landen. We kunnen dit gebruiken om uitbraken van infectieziekten aan te pakken."

Traditionele virusdiagnostiek is afhankelijk van het detecteren van antilichamen in de bloedbaan van een persoon die gericht zijn op Zika. Echter, veel nauw verwante virussen, inclusief dengue, vergelijkbare antilichamen kunnen opwekken, wat leidt tot een hoog percentage valse positieven voor dergelijke tests. Andere onderzoeksgroepen ontwikkelen momenteel methoden om achter de nucleïnezuurbouwstenen van het Zika-virus aan te gaan, maar Shafiee en collega's hebben een geheel nieuwe aanpak gekozen:ze ontwikkelen een manier om intacte kopieën van het Zika-virus te detecteren.

Om dit te doen, het team maakt gebruik van nanotechnologie. Onderzoekers ontwikkelden kleine platina-nanomotoren die zich richten op Zika en microbolletjes die het virus binden. Wanneer beide componenten worden toegevoegd aan een monster dat Zika bevat, ze vormen een driedimensionaal complex dat beweegt in aanwezigheid van waterstofperoxide. Deze beweging kan worden gedetecteerd met behulp van een smartphone die is aangesloten op een optisch apparaat van $ 5.

De technologie kan onderscheid maken tussen het Zika-virus en andere nauw verwante virussen door het unieke bewegingssignaal. . Het driedimensionale Zika-complex beweegt snel, terwijl andere niet-doelwitvirussen een langzamere beweging veroorzaken die gemakkelijk kan worden uitgesloten door het mobiele telefoonsysteem voor zeer specifieke detectie. Dit bewegingsmechanisme overwint de kruisreactiviteit bij detectie op basis van antilichamen en de complexiteit van nucleïnezuur op zuur gebaseerde detecties.

Deze benadering - bekend als het nanomotor-gebaseerde bead-motion cellphone (NBC) -systeem - detecteerde Zika in monsters met virale concentraties van slechts 1 deeltje per microliter. Het team meldt ook dat het NBC-systeem zeer specifiek was - in de aanwezigheid van andere virussen, het heeft Zika nauwkeurig gedetecteerd.

"Het NBC-systeem heeft het potentieel om te worden gebruikt op het punt van zorg voor ziektedetectie in zowel ontwikkelde als ontwikkelingslanden, " zei hoofdauteur Mohamed Shehata Draz, doctoraat, een instructeur in de BWH Division of Engineering in Medicine. "Dit is een belangrijke manier om de sociale stress gerelateerd aan Zika-virusinfectie en gezondheidsproblemen die specifiek verband houden met pasgeborenen te elimineren."

De huidige studie maakt gebruik van een optisch apparaat dat vergelijkbaar is met wat Shafiee en collega's eerder gebruikten om mannelijke onvruchtbaarheid in spermamonsters te detecteren. In tegenstelling tot virussen, sperma kan worden gedetecteerd zonder nanodeeltjes en complexen. Het nieuwe werk benadrukt het potentieel van het gebruik van mobiele telefoontechnologie voor virale diagnostiek, en Shafiee en collega's zijn van plan om de aanpak verder te onderzoeken en toe te passen op andere virussen.