Gouden nanosensor ziet verschil tussen dengue, Zika

Een nieuwe klasse van nanosensoren die in Brazilië is ontwikkeld, zou nauwkeuriger dengue- en zika-infecties kunnen identificeren, een taak die wordt bemoeilijkt door hun genetische overeenkomsten en die kan leiden tot een verkeerde diagnose.

De techniek maakt gebruik van gouden nanodeeltjes en kan virussen op atoomniveau “observeren”, volgens een studie gepubliceerd in Wetenschappelijke rapporten.

Behorend tot het Flavivirus-geslacht in de Flaviviridae-familie, delen Zika- en dengue-virussen meer dan 50 procent overeenkomst in hun aminozuursequentie. Beide virussen worden verspreid door muggen en kunnen op lange termijn bijwerkingen hebben. De Flaviviridae-virusfamilie is genoemd naar het gele koortsvirus en komt van het Latijnse woord voor goud of geel in kleur.

‘Diagnose [dengue virus] infecties hebben hoge prioriteit in landen die worden getroffen door jaarlijkse epidemieën van knokkelkoorts. De juiste diagnose is essentieel voor het managen van patiënten en prognostisch, aangezien er geen specifieke antivirale middelen zijn om de infectie te behandelen, “zeggen de auteurs.

De Pan-Amerikaanse gezondheidsorganisatie vermoedt dat er dit jaar tot dusver in Amerika meer dan 1,8 miljoen mensen zijn geïnfecteerd met dengue dit jaar, met 4000 ernstige gevallen en bijna 700 doden. Het jaarlijkse wereldgemiddelde wordt geschat op tussen de 100 miljoen en 400 miljoen dengue-infecties, volgens de Wereldgezondheidsorganisatie.

Flávio Fonseca, co-auteur en onderzoeker van de Federale Universiteit van Minas Gerais, vertelt SciDev.Net dat het bijna onmogelijk is om onderscheid te maken tussen dengue- en Zika-virussen.

“Een serologische test die antilichamen tegen dengue detecteert, legt ook door Zika gegenereerde antilichamen vast. We noemen het kruisreactiviteit”, zegt hij.

Co-auteur en viroloog, Maurício Nogueira, vertelt SciDev.Net dat het vermijden van kruisreactiviteit cruciaal is omdat ‘dengue een ziekte is die dodelijk is – en dat snel kan doen als de juiste diagnose niet wordt gesteld. Wat Zika betreft, het biedt risico’s voor foetussen om microcefalie te ontwikkelen, en we kunnen zwangere vrouwen niet zeven of acht maanden laten afvragen of ze het virus hebben of niet. ‘

Er is ook geen specifieke antivirale behandeling voor Zika en de zoektocht naar een vaccin is aan de gang.

Virusdifferentiatie is belangrijk om de werkelijke impact van beide ziekten op de volksgezondheid nauwkeurig te meten. De meest gebruikte bloedtest, de enzymgebonden immunosorbenttest (ELISA), is beperkt in zijn vermogen om het verschil tussen de virussen te zien, zeggen de auteurs.

Omdat dengue vier variaties heeft, bekend als serotypen, creëerde het team vier verschillende nanodeeltjes en bedekte ze elk met een ander dengue-eiwit. Ze brachten ELISA-serum en een bloedmonster aan. De onderzoekers ontdekten dat antilichamen van monsters bonden aan de eiwitten van de virussen, waardoor het patroon van elektronen op het gouden nanodeeltje-oppervlak veranderde.

“We kunnen deze verandering zien door bepaalde lichtfrequenties op het oppervlak van het nanodeeltje toe te passen. Dengue-eiwitten absorbeerden licht – die van Zika niet”, zegt Fonseca. Nogueira, die het project coördineerde, voegt eraan toe dat de resultaten belangrijk waren om de tests te kalibreren met de gouden nanodeeltjes.

Juliana Cortines, een viroloog aan de Federale Universiteit van Rio de Janeiro, die niet bij het onderzoek betrokken was, is enthousiast over de resultaten.

“Het feit dat deze test geen reagentia vereist en ELISA-apparatuur gebruikt, die algemeen verkrijgbaar is, is erg belangrijk omdat de landen die het meest lijden onder Zika en dengue arm zijn”, vertelt Cortines aan SciDev.Net.

De studie stelt dat de op goud nanodeeltjes gebaseerde test nauwkeuriger is dan andere bloedantilichaamtests vanwege de hoge gevoeligheid en het vermogen om te identificeren welk virus is gedetecteerd.

De plannen om het product op industriële schaal te ontwikkelen zijn onderbroken door de COVID-19-pandemie, zegt Fonseca.

De kosten zullen naar verwachting vergelijkbaar zijn met conventionele ELISA-tests, voegt hij eraan toe, maar zegt dat later in het productieproces betere schattingen mogelijk zullen zijn.

“Het enige nadeel,” voegt Cortines toe, “dat ook in de paper wordt opgemerkt, is dat hoewel de analyse snel kan worden uitgevoerd, deze nog steeds handmatig moet worden gedaan. Het kostte tijd om de protocollen te ontwikkelen, maar eenmaal gedaan, de experimenten zijn vrij eenvoudig. ‘