เส้นทางใหม่สู่การวินิจฉัย COVID-19 ที่รวดเร็วขึ้นปูด้วยทองคำ

การแพร่กระจายอย่างรวดเร็วของ COVID-19 ซึ่งเป็นโรคที่เกิดจากไวรัส SARS-CoV-2 ได้สร้างวิกฤตด้านสาธารณสุขทั่วโลก การตรวจหาและแยกเชื้อโควิด-19 ในระยะเริ่มต้นเป็นกุญแจสำคัญในการควบคุมการแพร่กระจายของโรคและปกป้องประชากรกลุ่มเสี่ยง มาตรฐานปัจจุบันสำหรับการวินิจฉัยโรคโควิด-19 คือปฏิกิริยาลูกโซ่ reverse transcriptase-polymerase (RT-PCR) ซึ่งเป็นเทคนิคที่ตรวจพบยีนของไวรัสหลังจากผ่านวงจรการขยายเสียงแบบทวีคูณ อย่างไรก็ตาม เทคนิคนี้ใช้เวลานาน ทำให้เกิดการทดสอบที่ค้างอยู่ในศูนย์การวินิจฉัย และนำไปสู่การวินิจฉัยที่ล่าช้า      

ในการศึกษาล่าสุดที่ตีพิมพ์ใน Biosensors และ Bioelectronics นักวิจัยจากเกาหลีและจีนได้แนะนำแพลตฟอร์มที่ใช้นาโนเทคโนโลยีใหม่ ซึ่งสามารถลดระยะเวลาที่ใช้ในการวินิจฉัยโรค COVID-19 ได้ แพลตฟอร์มการตรวจจับ Raman scattering (SERS) - PCR ที่ปรับปรุงพื้นผิวของพวกเขาซึ่งเตรียมโดยใช้อนุภาคนาโนทองคำ (AuNPs) ในโพรงของพื้นผิว Au 'nanodimple' (AuNDSs) สามารถตรวจจับยีนของไวรัสได้หลังจากขยายเพียง 8 รอบเท่านั้น นั่นคือเกือบหนึ่งในสามของจำนวนที่ต้องการสำหรับ RT-PCR ทั่วไป

“RT-PCR แบบทั่วไปนั้นใช้การตรวจจับสัญญาณเรืองแสง ดังนั้นต้องใช้เวลา 3-4 ชั่วโมงในการตรวจจับ SARS-CoV-2 ความเร็วนี้ไม่เพียงพอเมื่อพิจารณาว่า COVID-19 แพร่กระจายไปอย่างรวดเร็วเพียงใด เราต้องการหาวิธีลดเวลานี้ลงอย่างน้อยครึ่งหนึ่ง” ศ.แจบอม ชู อธิบายถึงแรงจูงใจเบื้องหลังการศึกษาวิจัย โชคดีที่คำตอบอยู่ไม่ไกล ในการศึกษาก่อนหน้านี้ที่ตีพิมพ์ในปี พ.ศ. 2021 ทีมของ Prof. Choo ได้พัฒนาแพลตฟอร์มการตรวจจับแบบใหม่ซึ่งสร้างสัญญาณ SERS ที่มีความไวสูงโดย AuNPs ซึ่งจัดเรียงอย่างสม่ำเสมอในโพรงของ AuNDS โดยใช้เทคนิคที่เรียกว่า DNA hybridization จากการค้นพบครั้งก่อนนี้ ศาสตราจารย์ชูและทีมของเขาได้พัฒนาแพลตฟอร์ม SERS-PCR ใหม่สำหรับการวินิจฉัยโรคโควิด-19

การทดสอบ SERS-PCR ที่พัฒนาขึ้นใหม่นี้ใช้สัญญาณ SERS เพื่อตรวจหา “สะพานดีเอ็นเอ” ซึ่งเป็นโพรบดีเอ็นเอขนาดเล็กที่ค่อยๆ สลายตัวเมื่อมียีนของไวรัสเป้าหมาย ดังนั้น ในกลุ่มตัวอย่างจากผู้ป่วยที่ติดเชื้อโควิด-19 ความเข้มข้นของ DNA บริดจ์ (และดังนั้นจึงเป็นสัญญาณ SERS) จะลดลงอย่างต่อเนื่องตามวัฏจักร PCR แบบก้าวหน้า ในทางตรงกันข้าม เมื่อไม่มี SARS-CoV-2 สัญญาณ SERS จะไม่เปลี่ยนแปลง

ทีมวิจัยได้ทดสอบประสิทธิภาพของระบบโดยใช้เครื่องหมายเป้าหมายตัวแทนสองตัวของ SARS-CoV-2 ได้แก่ โปรตีนจากซองจดหมาย (E) และยีน RNA-dependent RNA polymerase (RdRp) ของ SARS-CoV-2 แม้ว่าการตรวจจับด้วย RT-PCR จะต้องใช้ 25 รอบ แต่แพลตฟอร์ม SERS-PCR ที่ใช้ AuNDS ต้องการเพียง 8 รอบ ซึ่งช่วยลดระยะเวลาการทดสอบได้อย่างมาก “แม้ว่าผลลัพธ์ของเราจะเป็นเพียงข้อมูลเบื้องต้น แต่ก็ให้การพิสูจน์แนวคิดที่สำคัญสำหรับความถูกต้องของ SERS-PCR เป็นเทคนิคการวินิจฉัย เทคนิค SERS-PCR ที่ใช้ AuNDS ของเราเป็นแพลตฟอร์มการวินิจฉัยระดับโมเลกุลใหม่ที่มีแนวโน้มว่าจะสามารถลดเวลาที่ใช้ในการตรวจหายีนได้อย่างมากเมื่อเทียบกับเทคนิค RT-PCR แบบเดิม โมเดลนี้สามารถขยายได้อีกโดยการผสมผสานเครื่องเก็บตัวอย่างอัตโนมัติเพื่อพัฒนาระบบการวินิจฉัยระดับโมเลกุลแห่งอนาคต” ศาสตราจารย์ชูอธิบาย

อันที่จริง SERS-PCR อาจเป็นเครื่องมือสำคัญในคลังแสงของเราในการรับมือกับการระบาดใหญ่ของ COVID-19 นอกจากนี้ยังอาจก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงกระบวนทัศน์ในด้านการวินิจฉัยระดับโมเลกุล ปฏิวัติวิธีการตรวจหาโรคติดเชื้อและจัดการกับโรคระบาดในอนาคต

พิมพ์ง่าย PDF & Email

ข่าวที่เกี่ยวข้อง