Крошечные сети, сотканные из нитей ДНК, могут улавливать шиповидный белок вируса, вызывающего COVID-19, освещая вирус для быстрого, но чувствительного диагностического теста, а также препятствуя вирусу заражать клетки, открывая новый возможный путь к противовирусному действию. Лечение, согласно новому исследованию.

Исследователи из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейне и их сотрудники продемонстрировали способность сетей ДНК обнаруживать и препятствовать распространению COVID-19 в культурах клеток человека в статье, опубликованной в Журнале Американского химического общества.

Эта платформа сочетает в себе чувствительность ПЦР и скорость и низкую стоимость тестов на антигены . Нам нужны такие тесты по нескольким причинам. Один из них – подготовиться к следующей пандемии. Другая причина — отслеживать продолжающиеся вирусные эпидемии — не только коронавирусы , но и другие смертельные и экономически опасные вирусы, такие как ВИЧ или грипп».

Син Ван, руководитель исследования, профессор биоинженерии и химии в Иллинойсе

ДНК наиболее известна своими генетическими свойствами, но она также может быть свернута в специальные наноструктуры, которые могут выполнять функции или специфически связываться с другими структурами, как это делают белки. Сети ДНК, разработанные группой из Иллинойса, были предназначены для связывания с шиповидным белком коронавируса — структурой, которая торчит с поверхности вируса и связывается с рецепторами на клетках человека, чтобы заразить их. После связывания сети испускают флуоресцентный сигнал, который можно прочитать с помощью недорогого портативного устройства примерно за 10 минут.

Исследователи продемонстрировали, что их сети ДНК эффективно нацелены на спайковый белок и способны обнаруживать вирус на очень низких уровнях, что эквивалентно чувствительности тестов ПЦР золотого стандарта, которые могут занять день или больше, чтобы получить результаты из клинической лаборатории.

По словам Вана, этот метод имеет несколько преимуществ. Он не требует какой-либо специальной подготовки или оборудования и может выполняться при комнатной температуре, поэтому все, что нужно сделать пользователю, это смешать образец с раствором и считать его. Исследователи подсчитали в своем исследовании, что метод будет стоить 1,26 доллара за тест.

Gummiology, жевательный витамин D3 для взрослых, без желатина, со вкусом персика и вишни, 100 вегетарианских жевательных таблеток

«Еще одно преимущество этой меры заключается в том, что мы можем обнаружить весь вирус, который все еще является заразным, и отличить его от фрагментов, которые, возможно, уже не заразны», — сказал Ван. Это не только дает пациентам и врачам лучшее понимание того, являются ли они заразными, но и может значительно улучшить моделирование и отслеживание на уровне сообщества активных вспышек, например, через сточные воды.

Кроме того, сетки ДНК ингибировали распространение вируса в культурах живых клеток, при этом противовирусная активность увеличивалась с увеличением размера каркаса сетки ДНК. Это указывает на потенциал структур ДНК в качестве терапевтических агентов, сказал Ван.

«В самом начале пандемии у меня возникла идея создать платформу для тестирования, но в то же время и для сдерживания», — сказал Ван. «Многие другие группы, работающие над ингибиторами, пытаются обернуть весь вирус или те части вируса, которые обеспечивают доступ к антителам. Это нехорошо, потому что вы хотите, чтобы организм вырабатывал антитела. С полыми сетчатыми структурами ДНК, антитела все еще могут получить доступ к вирусу».

Платформа DNA net может быть адаптирована к другим вирусам, сказал Ван, и даже мультиплексирована, чтобы один тест мог обнаруживать несколько вирусов.

«Мы пытаемся разработать единую технологию, которую можно использовать в качестве платформы plug-and-play. Мы хотим воспользоваться преимуществами высокой аффинности связывания ДНК-сенсоров, низкого предела обнаружения, низкой стоимости и быстрой подготовки», — сказал Ван. .

Национальные институты здравоохранения поддержали эту работу в рамках программы быстрого ускорения диагностики. Исследователи продолжат работу в рамках программы RADx для изучения и ускорения клинических приложений для сетевой платформы DNA.

Ван также связан с Лабораторией микро- и нанотехнологий Холоньяка и Институтом геномной биологии Карла Р. Вёзе в Иллинойсе.