Glödande prototyp för diagnostiskt test av covid-19 ger resultat på en minut

Med hjälp av ett bioluminescerande substrat som reagerar med SARS-CoV-2 spike protein (visas i insatsen) har forskare tagit fram ett potentiellt covid-19-test som tar en minut. Kredit: Ryo Nishihara
Med hjälp av ett bioluminescerande substrat som reagerar med SARS-CoV-2 spike protein (visas i insatsen) har forskare tagit fram ett potentiellt covid-19-test som tar en minut. Kredit: Ryo Nishihara

Säsongen för förkylning, influensa och covid-19 innebär en numera välbekant ritual: pinne, vänta, titta på resultatet. Men tänk om man i stället för att vänta i 15 minuter eller mer snabbt kunde avgöra om man har covid-19 med hjälp av en glödande kemikalie? I ACS Central Science beskriver forskare nu ett potentiellt covid-19-test som inspirerats av bioluminiscens. Med hjälp av en molekyl som finns i kräftdjur har de utvecklat en snabb metod som upptäcker SARS-CoV-2-protein på ett sätt som är jämförbart med det som används i vaccinforskning.

Många djur, från eldflugor till lyktfiskar, har de kemiska verktygen för att producera ljus. Denna reaktion kräver vanligtvis substratet luciferin och enzymet luciferas. En klass av mindre diskriminerande luciferiner, så kallade IPT-föreningar (imidazopyrazinon-type), kan dock lysa när de möter andra proteiner, inklusive sådana som inte betraktas som enzymer.

Tidigare forskning tyder på att IPT-luciferiner skulle kunna utgöra grunden för en ny typ av medicinska tester som använder luminescens för att meddela förekomsten av ett målprotein i ett prov. Ryo Nishihara, Ryoji Kurita och deras kollegor misstänkte att ett IPT luciferin skulle kunna reagera med SARS-CoV-2 spike protein, som gör att viruspartiklarna kan invadera celler och orsaka COVID-19 – och öppna dörren för att utveckla ett glödande test.

Teamet undersökte först 36 olika IPT-luciferiners förmåga att reagera med en enda enhet av spike-protein. Endast en molekyl, som kom från små kräftdjur av släktet Cypridina, sände ut ljus. Forskarna testade sedan luciferinets aktivitet med spikproteinet i dess naturliga tillstånd, som tre enheter hopvikta.

De fann att en tillräcklig mängd ljus kunde detekteras under loppet av 10 minuter. En kommersiellt tillgänglig luminescensavläsningsanordning krävdes; ljuset kunde inte ses med blotta ögat. Ytterligare experiment visade att IPT-luciferinet var selektivt eftersom det inte lyste när det exponerades för sex proteiner som förekommer i saliv. De definierar denna specifika luminescensreaktion av biomolekyler som inte är luciferas som ”biomolekylkatalyserande kemiluminescens (BCL)”.

Slutligen fann de att luciferinet kunde detektera mängden spikprotein i saliv med samma noggrannhet som en teknik som för närvarande används vid vaccinutveckling. Luciferinsystemet gav dock resultat på en minut – betydligt snabbare än de nuvarande snabba patientnära testerna.

Denna BCL-baserade metod skulle kunna ligga till grund för ett enkelt ”mix and read”-test där IPT luciferin tillsätts till obehandlad saliv från någon som misstänks ha covid-19, enligt forskarna. De konstaterar att en liknande metod skulle kunna anpassas för att upptäcka andra virus som har spikliknande proteiner, t.ex. influensa, MERS-CoV och andra coronavirus.

Ytterligare information: Pseudo-Luciferase Activity of the SARS-CoV‑2 Spike Protein for Cypridina Luciferin, ACS Central Science (2024). DOI: 10.1021/acscentsci.3c00887

Bli först med att kommentera

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte att publiceras.