Hvor lavt kan vi gå? Nanopore-detektion af enkelte influenzavirus for at kontrollere udbrud

Influenza er en meget smitsom luftvejssygdom af global betydning, som forårsager millioner af infektioner årligt med den altid tilstedeværende risiko for et alvorligt udbrud. Passiv vaccination er den eneste tilgængelige metode til delvis kontrol af virussen. Hurtig diagnose af influenza er blevet undersøgt for at forhindre udbrud ved at muliggøre medicin på meget tidlige stadier af infektion; imidlertid, diagnostisk følsomhed har ikke været høj nok, indtil nu.

I en ny undersøgelse offentliggjort i Videnskabelige rapporter , et team af forskere ledet af Osaka University undersøgte nytten af ​​at kombinere en enkelt-partikel nanopore-sensor med kunstig intelligens-teknologi, og fandt ud af, at denne tilgang skabte en ny virustypemetode, der kan bruges til at identificere enkelte influenzavirioner.

Genetiske metoder kan identificere mange virusarter, men kræver tidskrævende processer og specialiseret personale. Derfor, disse metoder er uegnede til point-of-care screening. I en ny tilgang, forskerne designet en sensor, der kunne vurdere forskellige egenskaber i nanoskala af influenzavirioner i fysiologiske prøver.

"Vi brugte maskinlæringsanalyse af virionernes elektriske signaturer, " siger den tilsvarende forfatter Makusu Tsutsui. "Ved at bruge denne kunstige intelligens tilgang til signalanalyse, vores metode kan genkende en lille strømbølgeformforskel, som ikke kan skelnes af menneskelige øjne. Dette muliggør højpræcisionsidentifikation af vira."

Ved test af denne sensor, forskerholdet fandt ud af, at elektroosmotisk strømning (væskebevægelse induceret af en elektrisk strøm hen over nanoporen) gennem porekanalen kunne blokere passagen af ​​ikke-viruspartikler. Dette sikrede, at de eneste partikler, der blev evalueret af sensoren, var viruspartikler, uanset kompleksiteten af ​​prøven, der indeholdt disse vira.

"Vores test viste, at denne nye sensor kan være egnet til brug i et viralt testkit, der er både hurtigt og enkelt, " siger hovedforfatter Akihide Arima, "Vigtigt, brug af denne sensor kræver ikke specialiseret menneskelig ekspertise, så det kan let anvendes som en point-of-care screening tilgang af en bred vifte af sundhedspersonale."

Ud over at muliggøre tidlig opdagelse af influenza, denne nanosensormetode kunne modificeres for at muliggøre tidlig påvisning af andre virale partikler. Dette ville muliggøre hurtig forebyggelse og sporing af en række lokale epidemier og potentielle pandemier.