Szybki test infekcji wirusowych może zrewolucjonizować diagnostykę

Naukowcy z Uniwersytetu McMaster w Kanadzie opracowali nową formę szybkiego testu do wykrywania infekcji u zwierząt hodowlanych, wychodząc naprzeciw rosnącemu zagrożeniu ze strony groźnych chorób zakaźnych. Wyniki ich pracy opisano na stronie internetowej uczelni.

Prototyp testu okazał się skuteczny w wykrywaniu wyniszczającej epidemicznej biegunki u świń (ang. Porcine epidemic diarrhea, PED), wykrytej w Kanadzie po raz pierwszy w 2014 r. i może być wykorzystany do badania innych patogenów oraz u innych gatunków zwierząt. Test wykorzystuje niewielką próbkę śliny do wykrywania markerów choroby.

Niezwykle ważny krok w diagnostyce

Badanie działa w oparciu o technologię podobną do testu, który ten sam zespół badawczy stworzył niedawno w celu wykrywania COVID i innych infekcji u ludzi. Test dla ludzi jest obecnie na etapie wprowadzania na rynek dzięki wsparciu finansowania publicznemu.

Oczekuje się, że test dla zwierząt, gdy będzie już powszechnie dostępny, stanie się cennym narzędziem do wykrywania i eliminowania ognisk choroby w warunkach gospodarskich oraz do zapobiegania przenoszeniu się zakażeń ze zwierząt na ludzi, co jest uważane za przyczynę pandemii COVID-19.

Ogniska chorób często zmuszają hodowców do likwidacji całego stada, co ma niejednokrotnie poważne konsekwencje ekonomiczne i środowiskowe. Było to szczególnie motywujące dla naukowców z McMaster, bo Kanada jest czołowym producentem wieprzowiny – hoduje 14 milionów świń na 7600 gospodarstwach.

– Istnieje naprawdę duże zapotrzebowanie na tę technologię – powiedział Yingfu Li, jeden z autorów publikacji – Jest wiele powodów, dla których wszyscy - nawet ludzie, którzy nie jedzą wieprzowiny - powinni dbać o monitoring zakażeń u zwierząt.

Wyniki pracy zostały opublikowane w prestiżowym niemieckim czasopiśmie naukowym Angewandte Chemie, które określiło badania jako "bardzo istotną pracę", co autorzy uważają za wyjątkowe i rzadkie wyróżnienie.

Działanie szybkiego testu

Nowy test może być znaczącym postępem w koncepcji "One Health", czyli zrozumienia wzajemnych powiązań między zdrowiem ludzi, zwierząt i ekosystemów. Co więcej, stworzenie takiej technologii jest częścią globalnej misji Uniwersytetu McMaster w walce z pandemiami i zagrożeniami biologicznymi.

Naukowcy zaprojektowali test oparty na aptamerach (to krótkie, jednoniciowe cząsteczki kwasów nukleinowych) w taki sposób, aby był przenośny, dokładny i szybki, co pozwoli weterynarzom i hodowcom zwierząt na szybką identyfikację, diagnozę, izolację i leczenie zarażonych zwierząt.

Działanie testu polega na zmieszaniu niewielkiej próbki śliny z odczynnikiem chemicznym i naniesieniu tej mieszanki na czytnik mikroczipowy, który z kolei jest podłączony do smartfona, który w ciągu kilku minut wyświetla wyniki.

Po konsultacjach z ekspertami w tej dziedzinie badacze postanowili stworzyć swój pierwszy test dla zwierząt na obecność epidemicznej biegunki świń, poważnego zagrożenia wirusowego, które może szybko rozprzestrzeniać się na całe gospodarstwa.

PED jest wywoływana przez jednego z koronawirusów i w Europie jest obecna od 30 lat. Prawdopodobnie europejski szczep wirusa jest mniej zjadliwy (pada ok. 30% zwierząt), ale choroba szerzy się bardzo szybko i jest szczególnie niebezpieczna dla prosiąt. Prosta i szybka diagnoza pozwoli uratować więcej zwierząt.

Testowanie śliny nie takie proste

Jednym z największych wyzwań technicznych podczas opracowywania testu w ostatnich latach było wyodrębnienie sygnatury chemicznej konkretnej infekcji z gęstej i często zanieczyszczonej śliny świń, przy użyciu próbek pobranych przez pracowników weterynarii.

– Wyzwanie polegało na tym, że próbki, które otrzymujemy z wymazów od zwierząt są znacznie mniej czyste niż te, które otrzymujemy od ludzi – mówi Leyla Soleymani, współautorka – Nie można powiedzieć świni, żeby przepłukała usta przed pobraniem wymazu, więc musieliśmy dostosować nasz proces do tych trudności.