デバイスは唾液からCOVID-19を診断します

エンジニアは、唾液サンプルから約1時間でSARS-CoV-2を検出できる小型の卓上装置を設計しました。診断は、現在使用されているPCRテストと同じくらい正確です。このデバイスは、現在循環しているSARS-CoV-2変異体のいくつかに関連する特定のウイルス変異を検出するためにも使用できます。この結果は1時間以内にも取得できるため、特に遺伝子配列決定機能にアクセスできない地域では、ウイルスのさまざまな亜種を追跡するのがはるかに簡単になる可能性があります。

新しい診断は約15ドルで組み立てることができますが、デバイスが大規模に製造された場合、これらのコストは大幅に下がる可能性があります。

新しい診断は、CRISPRベースのツールであるSHERLOCKに基づいています。システムのコンポーネントには、特定のターゲットRNA配列の検出を可能にするRNAガイド鎖と、それらの配列を切断して蛍光シグナルを生成するCas酵素が含まれます。すべての分子成分は、長期保存のために凍結乾燥し、水にさらされると再活性化することができます。

研究者らは、RNAなどの核酸を破壊する唾液ヌクレアーゼと呼ばれる酵素を無効にする重要な前処理ステップを取り入れました。サンプルがデバイスに入ると、ヌクレアーゼは熱と2つの化学試薬によって不活化されます。次に、唾液を膜に通してウイルスRNAを抽出・濃縮します。

次に、このRNAサンプルは、凍結乾燥されたCRISPR / Casコンポーネントにさらされます。これらのコンポーネントは、デバイス内の密封されたウォーターパケットの自動パンクチャリングによってアクティブ化されます。ワンポット反応はRNAサンプルを増幅し、ターゲットRNA配列が存在する場合はそれを検出します。

研究者たちは、最小限の機器を備えたSHERLOCK（miSHERLOCK）と呼ばれるデバイスを設計しました。これにより、それぞれが異なるターゲットRNAシーケンスを探す最大4つのモジュールを持つことができます。元のモジュールには、SARS-CoV-2のあらゆる株を検出するRNAガイド鎖が含まれています。他のモジュールは、B.1.1.7、P.1、B.1.351など、過去1年間に発生したいくつかの変異に関連する変異に固有のものです。

研究者がこの研究を行ったとき、デルタバリアントはまだ普及していませんでしたが、システムはすでに構築されているため、そのバリアントを検出するための新しいモジュールを設計するのは簡単です。システムは、ウイルスをより感染性にする可能性のある新しい突然変異を監視するように簡単にプログラムすることもできます。

研究者らは、最初に合成SARS-CoV-2 RNA配列をスパイクしたヒト唾液でデバイスをテストし、次にウイルス陽性の患者からの約50サンプルでテストしました。彼らは、このデバイスが現在使用されているゴールドスタンダードのPCRテストと同じくらい正確であり、鼻腔スワブが必要であり、結果を出すためにより多くの時間と大幅に多くのハードウェアとサンプルの処理が必要であることを発見しました。

このデバイスは肉眼で見ることができる蛍光読み取り値を生成し、研究者は結果を読み取って公衆衛生部門に送信して追跡を容易にするスマートフォンアプリも設計しました。研究者たちは、デバイスがデバイスあたり2ドルから3ドルという低コストで製造できると信じています。