Kleine netten die van DNA-strengen zijn geweven, kunnen het spike-eiwit van het virus dat COVID-19 veroorzaakt verstrikken, waardoor het virus wordt verlicht voor een snelle, maar toch gevoelige diagnostische test – en ook verhinderen dat het virus cellen infecteert, waardoor een nieuwe mogelijke route naar antivirale middelen wordt geopend. behandeling, volgens een nieuwe studie.

Onderzoekers van de University of Illinois Urbana-Champaign en medewerkers hebben het vermogen van de DNA-netten aangetoond om COVID-19 in menselijke celculturen te detecteren en te belemmeren in een paper gepubliceerd in het Journal of the American Chemical Society .

"Dit platform combineert de gevoeligheid van PCR en de snelheid en lage kosten van antigeentests", zegt onderzoeksleider Xing Wang, hoogleraar bio-engineering en scheikunde in Illinois. "We hebben tests als deze nodig om een ​​aantal redenen. De ene is om ons voor te bereiden op de volgende pandemie. De andere reden is om aanhoudende virale epidemieën te volgen - niet alleen coronavirussen, maar ook andere dodelijke en economisch impactvolle virussen zoals HIV of griep."

DNA is vooral bekend om zijn genetische eigenschappen, maar het kan ook worden gevouwen tot aangepaste structuren op nanoschaal die functies kunnen uitvoeren of zich specifiek kunnen binden aan andere structuren, net zoals eiwitten dat doen. De DNA-netten die de Illinois-groep ontwikkelde, waren ontworpen om te binden aan het coronavirus-spike-eiwit - de structuur die uit het oppervlak van het virus steekt en zich bindt aan receptoren op menselijke cellen om ze te infecteren. Eenmaal gebonden, geven de netten een fluorescerend signaal af dat in ongeveer 10 minuten kan worden gelezen door een goedkoop handheld-apparaat.

De onderzoekers toonden aan dat hun DNA-netten effectief gericht waren op het spike-eiwit en in staat waren om het virus op zeer lage niveaus te detecteren, wat overeenkomt met de gevoeligheid van gouden standaard PCR-tests die een dag of langer kunnen duren om resultaten van een klinisch laboratorium terug te geven.

De techniek heeft verschillende voordelen, zei Wang. Het vereist geen speciale voorbereiding of apparatuur en kan bij kamertemperatuur worden uitgevoerd, dus het enige dat een gebruiker hoeft te doen, is het monster met de oplossing mengen en het aflezen. De onderzoekers schatten in hun onderzoek dat de methode $ 1,26 per test zou kosten.

"Een ander voordeel van deze maatregel is dat we het hele virus, dat nog steeds besmettelijk is, kunnen detecteren en het kunnen onderscheiden van fragmenten die mogelijk niet meer besmettelijk zijn", zei Wang. Dit geeft patiënten en artsen niet alleen een beter inzicht in de vraag of ze besmettelijk zijn, maar het zou ook de modellering op gemeenschapsniveau en het volgen van actieve uitbraken, zoals via afvalwater, aanzienlijk kunnen verbeteren.

Bovendien remden de DNA-netten de verspreiding van het virus in levende celculturen, waarbij de antivirale activiteit toenam met de grootte van de DNA-netsteiger. Dit wijst op het potentieel van DNA-structuren als therapeutische middelen, zei Wang.

"Ik had dit idee helemaal aan het begin van de pandemie om een ​​platform te bouwen voor testen, maar tegelijkertijd ook voor remming", zei Wang. "Veel andere groepen die aan remmers werken, proberen het hele virus in te pakken, of de delen van het virus die toegang geven tot antistoffen. Dat is niet goed, want je wilt dat het lichaam antistoffen gaat vormen. Met de holle DNA-netstructuren, antilichamen hebben nog steeds toegang tot het virus."

Het DNA-netplatform kan worden aangepast aan andere virussen, zei Wang, en zelfs gemultiplext, zodat een enkele test meerdere virussen kan detecteren.

"We proberen een uniforme technologie te ontwikkelen die kan worden gebruikt als een plug-and-play-platform. We willen profiteren van de hoge bindingsaffiniteit, lage detectielimiet, lage kosten en snelle voorbereiding van DNA-sensoren," zei Wang .

Het artikel is getiteld "Netvormige DNA-nanostructuren ontworpen voor snelle/gevoelige detectie en mogelijke remming van het SARS-CoV-2-virus." + Verder verkennen

Video:onderzoeker bespreekt resistentie tegen geneesmiddelen bij COVID-19