Nyt værktøj opdager ebola, Marburg hurtigt, let

Boston University-forskere har udviklet et simpelt diagnostisk værktøj, der hurtigt kan identificere farlige vira som Ebola og Marburg. Biosensoren, som er på størrelse med en fjerdedel og kan påvise vira i en blodprøve, kunne bruges i udviklingslande, lufthavne og andre steder, hvor naturlige eller menneskeskabte udbrud kan bryde ud.

"Ved at aktivere ultra-bærbar og hurtig detektion, vores teknologi kan direkte påvirke forløbet af vores reaktion mod bioterrortrusler og dramatisk forbedre vores evne til at begrænse virale udbrud, " sagde assisterende professor Hatice Altug fra Boston University College of Engineering, som ledte forskerholdet sammen med adjunkt John Connor fra Boston University School of Medicine.

Traditionelle virusdiagnoseværktøjer er effektive, men kræver betydelig infrastruktur og prøveforberedelsestid. Den nye biosensor udviklet ved Boston University detekterer direkte levende vira fra biologiske medier med lidt eller ingen prøveforberedelse. Gennembruddet er beskrevet i onlineudgaven af ​​5. november af Nano bogstaver .

Fra fugleinfluenza til H1N1, udbrud af hurtigt spredte virussygdomme i de senere år har vakt bekymring for pandemier svarende til den spanske syge i 1918, der forårsagede mere end 50 millioner dødsfald. En betydelig brøkdel af nutidens virale trusler er vira, der bruger RNA til at replikere. Personer inficeret med disse vira viser ofte symptomer, der ikke er virusspecifikke, gør dem svære at diagnosticere. Blandt dem er hæmoragiske febervirus, som Ebola og Marburg, som kunne bruges som biokrigsførelsesmidler. Af afgørende betydning for at identificere og begrænse fremtidige epidemier af RNA-baserede vira er udviklingen af ​​hurtige, følsomme diagnostiske teknikker, som sundhedsudbydere hurtigt kan implementere, så inficerede personer hurtigt kan identificeres og behandles.

Delvist finansieret gennem Boston University Photonics Center og U.S. Army Research Laboratory, og arbejder i samarbejde med U.S. Army Medical Research Institute for Infectious Diseases, holdet har demonstreret pålidelig påvisning af hæmoragisk febervirussurrogater (dvs. for ebolavirus) og koppevirus (såsom abekopper eller kopper) i almindelige biologiske laboratoriemiljøer.

"Vores platform kan let tilpasses til point-of-care diagnostik for at detektere en bred vifte af virale patogener i ressourcebegrænsede kliniske omgivelser i de fjerneste afkroge af verden, i forsvars- og hjemmesikkerhedsapplikationer såvel som i civile omgivelser såsom lufthavne, " sagde Altug.

Connor bemærkede en yderligere, væsentlige fordele ved den nye teknologi. "Det vil være relativt nemt at udvikle en diagnostisk enhed, der samtidigt tester for flere forskellige vira, " observerede han. "Dette kunne være yderst nyttigt til at stille den rigtige diagnose."

Den nye biosensor er den første til at opdage intakte vira ved at udnytte plasmoniske nanohole-arrays, eller arrays af åbninger med diametre på omkring 200 til 350 nanometer på metalliske film, der transmitterer lys stærkere ved bestemte bølgelængder. Når en levende virus i en prøveopløsning, såsom blod eller serum, binder til sensoroverfladen, brydningsindekset i nærheden af ​​sensoren ændres, forårsager et detekterbart skift i resonansfrekvensen af ​​lyset, der transmitteres gennem nanohullerne. Størrelsen af ​​dette skift afslører tilstedeværelsen og koncentrationen af ​​virussen i opløsningen.

"I modsætning til PCR og ELISA tilgange, vores metode kræver ikke enzymatisk amplifikation af et signal eller fluorescerende tagging af et produkt, så prøver kan aflæses umiddelbart efter patogenbinding, " sagde Altug. Ahmet Yanik, Altugs forskningsmedarbejder, der udførte eksperimenterne, tilføjet, "Vores platform kan ikke kun detektere tilstedeværelsen af ​​de intakte vira i de analyserede prøver, men også angive intensiteten af ​​infektionsprocessen."

Forskerne arbejder nu på en meget bærbar version af deres biosensorplatform ved hjælp af mikrofluidisk teknologi designet til brug i felten med minimal træning.