Op weg naar een blaastest voor het coronavirus

Er zijn maar weinig mensen die nasofaryngeale uitstrijkjes hebben ondergaan voor coronavirus-testen, zouden het als een prettige ervaring omschrijven. De procedure omvat het steken van een lang wattenstaafje in de neus om een ​​monster uit de achterkant van de neus en keel te verzamelen, dat vervolgens wordt geanalyseerd op SARS-CoV-2-RNA door de omgekeerde transcriptie-polymerasekettingreactie (RT-PCR). Nu rapporteren onderzoekers in ACS Nano hebben een prototype van een apparaat ontwikkeld dat COVID-19 niet-invasief detecteert in de uitgeademde lucht van geïnfecteerde patiënten.

De huidige gouden standaard voor COVID-19-tests is niet alleen ongemakkelijk, maar vereist ook RT-PCR, een tijdrovende laboratoriumprocedure. Door achterstanden kan het behalen van een resultaat enkele dagen duren. Om overdrachts- en sterftecijfers te verminderen, hebben gezondheidszorgstelsels snelle, goedkope en gebruiksvriendelijke tests nodig. Hossam Haick, Hu Liu, Yueyin Pan en collega’s wilden een op nanomaterialen gebaseerde sensor ontwikkelen die COVID-19 in uitgeademde lucht kon detecteren, vergelijkbaar met een blaastest voor alcoholintoxicatie. Eerdere studies hebben aangetoond dat virussen en de cellen die ze infecteren vluchtige organische stoffen (VOS) uitstoten die in de adem kunnen worden uitgeademd.

De onderzoekers maakten een reeks gouden nanodeeltjes gekoppeld aan moleculen die gevoelig zijn voor verschillende VOS. Wanneer VOC’s een interactie aangaan met de moleculen op een nanodeeltje, verandert de elektrische weerstand. De onderzoekers hebben de sensor getraind om COVID-19 te detecteren door machine learning te gebruiken om het patroon van elektrische weerstandssignalen verkregen uit de adem van 49 bevestigde COVID-19-patiënten te vergelijken met die van 58 gezonde controles en 33 niet-COVID-longinfectiepatiënten in Wuhan, China. Elke deelnemer aan het onderzoek blies gedurende 2-3 seconden in het apparaat vanaf een afstand van 1-2 cm. Nadat machine learning een mogelijke COVID-19-handtekening had geïdentificeerd, testte het team de nauwkeurigheid van het apparaat op een subgroep van deelnemers. In de testset vertoonde het apparaat 76% nauwkeurigheid bij het onderscheiden van COVID-19-gevallen van controles en 95% nauwkeurigheid bij het onderscheiden van COVID-19-gevallen van longinfecties. De sensor kon met een nauwkeurigheid van 88% ook onderscheid maken tussen zieke en herstelde COVID-19-patiënten. Hoewel de test bij meer patiënten moet worden gevalideerd, kan het nuttig zijn om grote populaties te screenen om te bepalen welke individuen verder moeten worden getest, zeggen de onderzoekers.