SARS-CoV-2 waakzaam in de gaten houden

Nieuwe laterale-flowtest Vigilant is goedkoper, gebruiksvriendelijker en even betrouwbaar als de huidige gouden standaard PCR-test voor het diagnosticeren van SARS-CoV-2-infectie.

Een SARS-CoV-2 laterale flow-test die twee bacteriële enzymen combineert met genetische sequenties en een paar sondes is goedkoper en gemakkelijker te gebruiken dan PCR-tests en levert vergelijkbare betrouwbare resultaten op. De test, Vigilant genaamd en ontworpen door KAUST, kan zeer kleine hoeveelheden viraal RNA in een monster detecteren.

“Er zijn momenteel verschillende soorten laterale flow-tests beschikbaar of in onderzoek voor het detecteren van SARS-CoV-2”, zegt KAUST Ph.D. student Tin Marsic. “Afhankelijk van hoe ze werken, hebben ze allemaal nadelen, waaronder het detecteren van het virus pas enkele dagen na infectie of het produceren van vals-positieve en vals-negatieve resultaten.” PCR-tests, die in laboratoria worden uitgevoerd, leveren betrouwbaardere resultaten op, maar zijn duur en vereisen geavanceerde apparatuur en bekwaam personeel.

“Vigilant kan worden uitgevoerd in niet-laboratoriumomgevingen en is aanzienlijk goedkoper en gemakkelijker te gebruiken dan PCR-tests”, zegt Marsic.

De eerste cruciale stap van het Vigilant-platform omvat een techniek genaamd reverse transcription-recombinase polymerase amplification (RT-RPA) om veel kopieën te maken van een specifiek gebied op het SARS-CoV-2-genoom, als het voorkomt in het neus- en keeluitstrijkje van een persoon monster. PCR-tests versterken ook virale gensequenties in monsters, maar houden in dat de monsters door meerdere hoge en lage temperatuurcycli worden geleid. RT-RPA kan bij kamertemperatuur worden gedaan met veel goedkopere en gebruiksvriendelijke apparatuur.

Alle door SARS-CoV-2 geamplificeerde genen in het product van dit proces worden gelabeld met een molecuul dat biotine wordt genoemd en vervolgens toegevoegd aan een reageerbuis met het speciaal ontworpen detectiecomplex van KAUST.

Dit complex bestaat uit twee enzymen. Aan de ene kant is een bacterieel enzym genaamd Cas9 geconjugeerd met een RNA-gids die alleen de overeenkomstige SARS-CoV-2-gensequentie herkent en eraan hecht. Aan de andere kant is een ander bacterieel enzym, VirD2 genaamd, bevestigd aan een nucleotidensequentie met fluorescent label.

Druppels van de reactie tussen het complex en het RT-RPA-product worden vervolgens toegevoegd aan een laterale-stroomteststrip geïmpregneerd met een biotine-herkennend eiwit genaamd streptavidine aan het ene uiteinde en een fluorescerende sonde-herkennend antilichaam aan het andere uiteinde. Als het monster SARS-CoV-2-gensequenties bevat, zijn ze gebonden aan het VirD2-Cas9-complex. Een positief resultaat treedt op wanneer twee zichtbare lijnen verschijnen. De eerste regel is waar biotine op het SARS-CoV-2-amplicon zich bindt aan streptavidine. De tweede lijn is waar de fluorescerende tag aan het andere uiteinde van het complex hecht aan het antilichaam van de strip. Een negatief resultaat wordt alleen weergegeven als een enkele lijn die wordt veroorzaakt door de binding van de fluorescerende tag aan het antilichaam.

“We werken er nu aan om ons Vigilant-platform gebruiksvriendelijker te maken door het te koppelen aan een nog eenvoudigere versterkingstechniek”, zegt KAUST-bio-ingenieur Magdy Mahfouz, die het onderzoek leidde. “We werken ook aan het produceren van andere efficiënte en snelle diagnostische tests die nucleïnezuren kunnen detecteren om point-of-care-tests voor pathogenen, waaronder virussen en ziektemarkers, mogelijk te maken.”