Virusdetectiemethode is veelzijdig en toegankelijk

Een veilige, snelle en goedkope testmethode die magnetische nanodeeltjes gebruikt om virussen te detecteren in zowel klinische monsters als afvalwatermonsters, is ontwikkeld door KAUST-onderzoekers. De centrifuge-vrije benadering is compatibel met op magnetische bolletjes gebaseerde geautomatiseerde systemen die al worden gebruikt om honderden monsters te verwerken.

“Onze op silica magnetische nanodeeltjes gebaseerde workflow kan door elke onderzoeker vanaf nul worden samengesteld”, zegt hoofdauteur Gerardo Ramos-Mandujano. “Het concurreert met commerciële virale RNA-extractiekits, terwijl het risico op het hanteren van mogelijk besmettelijke monsters wordt verkleind.”

Om COVID-19 te diagnosticeren, extraheren clinici SARS-CoV-2 viraal RNA uit verschillende soorten klinische monsters, zoals nasofaryngeale uitstrijkjes, en detecteren ze het virus met behulp van real-time reverse transcriptie polymerasekettingreactietesten.

Maar de enorme omvang van de pandemie zou kunnen leiden tot tekorten aan essentiële benodigdheden voor diagnostische tests, zoals commerciële reagentia en laboratoria die voldoen aan de bioveiligheidsvereisten. Conventionele chemicaliën zijn ook duur, waardoor ze minder toegankelijk zijn voor lage-inkomenslanden en afgelegen zorginstellingen.

Aangezien het virus in het afvalwater is gedetecteerd voordat de gemeenschap uitbrak, wordt het nauwlettend volgen van de aanwezigheid ervan in het riool een belangrijke maatregel voor de volksgezondheid. Vanwege het risico van het hanteren van besmettelijke monsters, vereist dit een aanpak die veilig en gemakkelijk uit te voeren is, terwijl goedkope chemicaliën worden gebruikt die direct beschikbaar zijn.

Om deze uitdagingen aan te pakken, ontwikkelden Ramos-Mandujano en Mo Li, universitair docent biowetenschappen, een open-sourceprotocol voor het detecteren van viraal RNA in klinische monsters en omgevingsmonsters met behulp van magnetische nanodeeltjes, die nucleïnezuren isoleren zonder centrifugeren of dure reagentia.

“Onze methode stelt elk basisbiologielaboratorium in staat om zelfgemaakte siliciumdioxide-magnetische nanodeeltjes te maken van direct beschikbare materialen”, zegt Li.

De techniek werkt in TRIzol, een algemeen reagens dat virussen volledig inactiveert, waardoor clinici veilig kunnen omgaan met infectieuze monsters. Met slechts 0,3 dollarcent per RNA-extractie is het protocol goedkoper dan commerciële diagnosekits en produceert het RNA van hoge kwaliteit.

Hun methode werkt ook efficiënt op andere menselijke pathogene virussen, waaronder influenza A en B en respiratoir syncytieel virus. Toen de onderzoekers het protocol testten op afvalwatermonsters, konden ze 88 procent van het synthetische SARS-CoV-2-RNA terugwinnen, waardoor het een effectief hulpmiddel werd om het virus in rioolwater op te sporen.

De veelzijdige techniek zou een nuttig instrument kunnen worden voor het wijdverbreid testen van verschillende virale bedreigingen door de gemeenschap en het monitoren van afvalwater tijdens toekomstige pandemieën. Het kan ook worden gebruikt door robots voor vloeistofbehandeling om RNA uit een groot aantal monsters te extraheren.

“We hopen de methode te verplaatsen van onderzoekslaboratoria naar testlocaties in de echte wereld, zodat deze de capaciteit kan verbeteren en de kosten van COVID-19-tests kan verlagen”, zegt Li.