2023 Autor: Bailey Leapman | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-05-20 22:44
Colorado ülikoolis Boulderis välja töötatud romaan "Flu Chip", mis suudab mõne tunni jooksul patsiendiproovidest määrata konkreetsete gripitüvede geneetilised allkirjad, võib aidata maailma tervishoiuametnikel võidelda tulevaste epideemiate ja pandeemiatega.
Atlanta haiguste tõrje ja ennetamise keskuste poolt eelmisel kuul tehtud uue tehnoloogia testid näitasid, et CU-Boulder Flu Chip suudab määrata gripiviiruse tüüpide ja alatüüpide geneetilise ülesehituse umbes 11 tunniga, ütles ta. CU-Boulderi professor Kathy Rowlen keemia ja biokeemia osakonnast. Praegused meetodid patsiente nakatavate gripi alatüüpide iseloomustamiseks võtavad aega umbes neli päeva.
Gripiipi hakatakse laborites laialdaselt kasutama aasta jooksul, ütles Rowlen, kes on juhtinud kaheaastast CU-Boulderi uurimistööd.
Rowlen, kes töötab koos CU-Boulderi keemiaprofessor Robert Kuchta ja järeldoktorantuuri teadlaste ja üliõpilaste meeskonnaga gripikiibi väljatöötamisega, ütles, et nad peavad nõu CU tehnoloogiasiirde bürooga ja kavatsevad teha gripikiibi geneetilisi järjestusi. huvitatud teadlastele vab alt kättesaadav.
Praegu on maailmas vähem kui 200 asutust, mis pakuvad üksikasjalikku gripi tüveanalüüsi, ütles Rowlen. Tüvede tuvastamine on kriitilise tähtsusega tekkivate tüvede jälgimisel ja selle kindlaksmääramisel, millised gripitüved nakatavad inimesi järgmisel aastal kõige tõenäolisem alt, et töötada välja iga-aastased ennetavad vaktsiinid, ütles ta.
"See uus tehnoloogia peaks aitama tagada paremat ülemaailmset gripiseiret, muutes rohkematel laboritel lihtsamaks raskete gripitüvede kiire tuvastamise, mis omakorda võib aidata tervishoiuametnikel peatada võimalikke gripiepideemiaid ja isegi pandeemiaid," ütles Rowlen.
Kiipi, mida saab konfigureerida testima kõiki teadaolevaid gripiviiruse tüvesid ja ka uusi tüvede variante, hinnati oktoobrikuu CDC testis kolme peamise gripi alatüübi suhtes – linnugripi tüve H5N1 ja kahe gripiviiruse tüve suhtes. viimastel talvedel levinuimad inimeste gripitüübid H1N1 ja H3N2. Kiibi täpsus oli enam kui 90 protsenti ja seda testitakse järgmisel kuul CDC Atlanta peakorteris uuesti standardsete gripiviiruse kultiveerimismeetoditega "kõrvuti".
"See oli esimene kord, kui gripikiibi versiooni testiti väljaspool meie laborit ja see ületas meie ootusi," ütles ta. Tehnoloogia töötati välja riikliku nakkushaiguste instituudi CU-le 2 miljoni dollari suuruse viieaastase toetusega.
Gripikip sobib mikroskoobi alusklaasile ja sisaldab hulgaliselt mikroskoopilisi laike, ütles Rowlen. Geneetilised teabebitid, mis täiendavad teadaolevaid üksikuid gripitüvesid, "täpistatakse" robotiliselt massiivi, kus iga kolmest punktist koosnev rida sisaldab spetsiifilist "püüdva" DNA järjestust. Iga koha läbimõõt on umbes üks sajandik tolli. Seejärel sukeldatakse mikrokiip nakatunud inimese vedelikust saadud gripi geenifragmentide pesuvedelikku.
Nakatunud vedelikust pärit RNA fragmendid seostuvad mikrokiibi spetsiifiliste DNA segmentidega nagu võti lukus, mis näitab nii sobivust kui ka viirusesignatuuri olemasolu, ütles ta. Püütud RNA märgistatakse seejärel teise täiendava järjestusega, mis sisaldab ka fluorestseeruvat värvainet, ja sellised "löögid" süttivad nagu flipper, kui kiip sisestatakse laserskannerisse.
Flu Chip peaks suutma ära tunda ka mutatsioonid, mis võivad esineda linnugripi H5N1 puhul, mis on Aasias, Venemaal ja mõnes Euroopa osas kiiresti linnult linnule levinud, ütles Kuchta. Kuigi lindude viirus ei levi praegu tõhus alt inimeselt inimesele, kardavad maailma tervishoiuametnikud, et tüvi muteerub ja muutub inimeste vahel edasikanduvaks, mis võib vallandada ülemaailmse pandeemia.
"Kui pinnale ilmub ebatavaline gripi alatüüp, millel on nii lindude kui ka inimeste gripi tüüpide tunnused, võime selle tehnoloogia abil kiiresti tuvastada," ütles Kuchta.
CDC ja WHO standardsed laboratoorsed kultiveerimismeetodid võtavad praegu patsiente vaevavate gripitüvede kindlaksmääramiseks neli päeva kuni viis päeva, ütles Kuchta. Kuigi kaubanduslikud testid, nagu antigeeni kiirtestid, suudavad gripi tuvastada vähem kui tunniga, ei anna ükski gripi erinevate alatüüpide kohta geneetilist teavet, ütles ta.
Rowlen ütles, et mõne aasta jooksul võidakse selle tehnoloogia suurust vähendada, et see sobiks mobiiltelefoni või pihuarvuti suuruse käeshoitavasse kaasaskantavasse seadmesse ja viia kaugematesse piirkondadesse üle kogu maailma, et testida surmavaid gripitüvesid..
"Saame teha selle piisav alt väikeseks ja lihtsaks, et võtta see kaasa maapiirkondadesse sellistes kohtades nagu Kongo, Kambodža või Indoneesia, kus võivad puududa laboriruumid," ütles ta. "Üks meie eesmärkidest on olnud arengumaade vajaduste rahuldamine, pakkudes Maailma Terviseorganisatsioonile odavat, kohapeal kaasaskantavat hingamisteede haiguste testikomplekti hingamisteede haiguste ülemaailmseks sõeluuringuks."
Kuchta ütles, et meeskond loodab vähendada 11-tunnist viiruse tuvastamise protsessi. "Otsime praegu võimalusi fluorestsentssignaali võimendamiseks pärast RNA mikrokiibile jäädvustamist, mis võib lühendada tuvastamisaega vaid paari tunnini," ütles ta.
Rowlen ütles, et gripikiip võib mängida olulist rolli ka valitsusametnike hoiatamisel terrorismist tuleneva "konstrueeritud" gripiviiruse eest.
Orkaan Katrina näitas USA haavatavust looduskatastroofide suhtes, ütles ta. "Gripandeemia on vältimatu, kuna viirus muteerub pidev alt ja levib looduslikult rändlindude kaudu. Olgu sel aastal või 10 aasta pärast, oluline on selliseks sündmuseks valmis olla."
Enamik eksperte nõustub, et gripipandeemiaks valmistumine hõlmab varajast tuvastamist, vaktsiinide väljatöötamist, ravimite laialdast kättesaadavust ja võimalike kohalike karantiiniürituste planeerimist."Hispaania gripi" pandeemia ajal aastatel 1918–1919 suri grippi vähem kui aastaga 20–40 miljonit inimest ja hinnanguliselt üks viiendik maailma elanikkonnast nakatus.
Gripiipi saab kasutada ka lindude gripiviiruse kiireks testimiseks suurtes kaugetes linnufarmides Aasias, Euroopas ja Venemaal, ütles Kuchta. Uurijad ütlesid, et kiipi saab hõlpsasti ümber konfigureerida, et seda saaks kasutada mis tahes RNA-viiruse, sealhulgas SARS-i, leetrite, HIV-i ja C-hepatiidi ülemaailmseks jälgimiseks.
Flu Chipi meeskonna teiste liikmete hulka kuuluvad CU-Boulderi järeldoktorantuuri teadlased Erica Dawson, Daniela Dankbar, Martin Mehlman ja Chad Moore, kraadiõppurid James Smagala ja Michael Townsend ning bakalaureuseõppe Amy Reppert. Rühm on projekti kallal töötanud koos CDC gripiosakonna juhataja dr Nancy Coxi ja CDC teadlase Catherine Smithiga.
