Přesný jako PCR, rychlý jako antigenní test. Unikátní český biočip dokáže covid odhalit během minut
Unikátní biočip českých vědců dokáže spolehlivě odhalit koronavirus SARS-CoV-2 během několika minut. Nikdo na světě zatím podobný test nevymyslel.
První myšlenka na covidový biočip se ve Fyzikálním ústavu Akademie věd zrodila loni v dubnu krátce poté, co se koronavirus objevil v Česku. Analýza je rychlá jako antigenní test a zároveň přesná jako PCR metoda.
Podrobnou studii zveřejnil prestižní vědecký časopis ACS Applied Materials and Interface.
„Spojili jsme výhody obou metod do jednoho biočipu, je to vlastně dva v jednom,“ říká pro Český rozhlas Plus vedoucí výzkumného týmu z Oddělení optických a biofyzikálních systémů Fyzikálního ústavu Hana Lísalová.
Jejich biočip tak cílí na protein jako antigenní test a zároveň analyzuje virové RNA podobně jako PCR analýza.
Čeští odborníci tak šli zatím neprobádanou cestou. V koronaviru nechali bez povšimnutí S-protein, který využívá většina testů a protilátek, a zaměřili se na N-protein, tedy nukleokapsidový protein, ve kterém je virová RNA schovaná.
„Ten trik je v tom, že detekujeme celý komplex N-proteinu s nestabilní virová RNA. Tím se zesiluje hmota, kterou měříme, a produkuje dostatečný signál, takže nemusíme vzorek nijak upravovat a můžeme ho změřit rovnou,“ vysvětluje.
A to je obrovská výhoda biočipu, protože celá analýza se tím výrazně zkrátí. Od odběru vzorku po vyhodnocení stačí zhruba čtvrthodina.
Jako zlatý plíšek
Biočip vypadá jako zlatý plíšek, který je potažen speciální polymerní vrstvou. Na ní jsou navázány protilátky, které zachytávají jen virus SARS-CoV-2. Díky této speciální takzvaně antifoulingové úpravě se na biočipu ostatní částice nezachytí a jsou odplaveny pryč.
Jako klíčová se ukázala spolupráce s dalšími vědeckými pracovišti v Česku i v zahraničí.
„Zejména spolupráce s týmem An-Suei Yanga z tchajwanské Academia Sinica, který vyvinul a poskytl nám protilátku,“ přibližuje Lísalová. Ověřování účinnosti nového biočipu se pak odehrávalo ve spolupráci s akademickým Biologickým centrem AV a Jihočeskou univerzitou v Českých Budějovicích.
Je zajímavé, že v prvopočátku musely být vzorky testovány vlastně třikrát. Jednou biočipem, pak antigenním a PCR testem, aby se ověřilo, že princip opravdu funguje. Během roku vědci otestovali už skoro tisícovku různých typů vzorků, jedna z největších studií se odehrávala v pražské MHD.
„Testovali jsme více než 500 vzorků z povrchů v autobusech a tramvajích a potvrdilo nám to správnost naší metody, byli jsme ve velké shodě. Dva vzorky, které byly metodou PCR charakterizovány jako pozitivní na koronavirus, byly zároveň pozitivní i pomocí našeho biosenzoru. A to nás potěšilo, protože nám to dalo jakoby dvojí validaci našeho přístupu,“ říká spokojeně Lísalová, podle které probíhají další studie se vzorky z různých prostředí.
Zaměřeno na N-protein
Průlomová technologie, která kombinuje fyzikální, chemické a biologické principy, je zatím jedinečná. Podle dostupných publikací jsou naši vědci první, kteří vytvořili biočip rychle a přesně detekující koronavirus. Díky tomu, že cílí na virový N-protein, který je stabilnější a nepodléhá mutacím v takové míře jako S-protein, jde o spolehlivou metodu, která nemusí být ovlivněna různými mutacemi.
„Skvělých výsledků v tomto výzkumu bylo možné dosáhnout díky velkému nasazení špičkových vědců mezioborového týmu. Právě interdisciplinarita může výsledky vědeckého výzkumu posunout k ještě výraznějším celospolečenským dopadům,“ řekl Alexandr Dejneka, vedoucí Sekce optiky Fyzikálního ústavu Akademie věd, v níž výzkum vznikal.
Vědci zároveň pracují na aplikaci vyvíjených biočipových systémů do praxe. Ve spolupráci s firmou CARDAM Solution vzniká přenosný robotický systém. Měl by být hotový do konce příštího roku a bude mít podobu kávového automatu.
Člověk jen plivne do kelímku a přístroj sám do několika minut vyhodnotí přítomnost viru. Už se na něm začalo pracovat v létě, ale i jeho realizaci ovlivňuje situace na trhu.
„Náš průmyslový partner se potýká s nedostatkem materiálů a součástek, což je bohužel celosvětový problém,“ říká se smutkem v hlase Lísalová, „nicméně se zdá vhodné to načasování, protože biočip je možné používat opakovaně až do záchytu pozitivního vzorku. Největší využití tak bude mít v době, kdy bude epidemie na ústupu.“
Zároveň tento „covidový automat“ může sloužit jako indikátor případného vzestupu nákazy.
Poslechněte si celé shrnutí nového objevu českých vědců od Evy Kézrové.
