Новый тест на вирус Эбола определяет инфекцию раньше ПЦР

Иммуноанализ EBOV D4 определяет секретируемый гликопротеин эболавируса в образцах крови. EBOV D4 в 1000 раз более чувствительный, чем стандартные иммунохроматографические тесты, и может применяться у постели больного вместе с портативным прибором D4Scope, считывающим результат. EBOV D4 и D4Scope определяли инфекцию у модельных макак на два дня позже, чем ПЦР-тест.

Первый автор работы Кассио Фонтес, старший научный сотрудник отдела биомедицинской инженерии в Университете Дьюка, держит D4-чип.

Credit: Michaela Kane, Duke University | Пресс-релиз

Ученые из США разработали иммуноанализ для детекции гликопротеина вируса Эбола (эболавирус Заир, EBOV) в крови. Новый анализ значительно более чувствительный, чем одобренные FDA быстрые тесты на эболавирус, и обнаруживает инфекцию раньше, чем ПЦР.

Золотым стандартом диагностики лихорадки Эбола считается ОТ-ПЦР в реальном времени, однако такой анализ стоит дорого и требует участия специалистов. Иммунохроматографические тесты более доступны, но сильно проигрывают ПЦР-диагностике в чувствительности. Авторы новой статьи в Science Translational Medicine разработали и провели доклиническую оценку высокочувствительного иммунодиагностического теста на EBOV.

В качестве мишени ученые выбрали секретируемый гликопротеин эболавируса (sGP). Эта молекула представляет собой укороченный вариант вирусного гликопротеина GP1. Он появляется в крови раньше других белков и работает как ложный антиген, перехватывающий антитела к вирусу. Уровень sGP в крови сильно повышается вскоре после заражения, а потому его можно использовать для ранней диагностики инфекции.

Ученые адаптировали под антиген sGP микрочип D4 — относительно дешевую (около $0,25) и простую в изготовлении платформу, пригодную для диагностики у постели больного. D4 представляет собой стеклянную пластину, покрытую полимерной щеткой. Такое покрытие предотвращает неспецифическое связывание белков и клеток. На щетку наносятся реагенты: антитела для захвата аналита (cAb) и антитела для детекции (dAb). При попадании на чип капли крови, dAB переходят в растворимую форму, связываются с антигеном и мигрируют в сторону cAb. Захват иммунокомплекса антителами dAb дает флуоресцентный сигнал. Ученые протестировали 36 различных комбинаций cAb-dAb к sGP и выбрали пару IgG2a, связывающуюся также с GP1. По мнению авторов, такая кросс-реактивность позволит использовать тест на поздних стадиях инфекции, когда концентрация циркулирующего sGP падает, а GP1 — повышается.

Первичный тест на сыворотке крови с добавлением рекомбинантных sGP показал, что анализ EBOV D4 детектирует не только сам EBOV (предел обнаружения составил 20 пг/мл при инкубации в течение 90 минут), но также — с меньшей чувствительностью — эболавирусы SUDV, BDBV, RESTV и TAFV, опасные для человека и животных. Дальнейшие эксперименты показали высокую стабильность чипа: флуоресцентный сигнал считывался через 30 дней хранения при 37°C в сухом месте. Чип детектировал sGP EBOV и других эболавирусов в образцах цельной крови, в том числе после обработки, имитирующей инактивацию вируса.

Авторы сравнили характеристики EBOV D4 и стандартных иммунохроматографических тестов. Они изготовили тест-полоски, несущие ту же пару антител cAb-dAb, и протестировали их параллельно с чипом EBOV D4 и вариантами ИХА, одобренными FDA. Чувствительность EBOV D4 была в 600 раз выше, чем у тест-полосок с такой же комбинацией cAb-dAb, и в 1000 раз выше, чем у стандартных ИХА.

Чтобы EBOV D4 можно было вынести за пределы лаборатории, команда сконструировала портативное устройство D4Scope для считывания флуоресцентного сигнала. Способность EBOV D4 и D4Scope определять инфекцию на ранней стадии проверили на макаках-резусах. Образцы крови отбирались у макак, зараженных EBOV, трижды в течение шести дней после заражения. Результаты EBOV D4 сравнивали с результатами анализа бляшкообразующих единиц и ОТ-ПЦР. В первый день после заражения EBOV D4 выдал положительный результат для одной из десяти макак, при этом анализ БОЕ и ПЦР были отрицательными. Во второй день EBOV D4 выявил три положительных образца; все три были отрицательными по результатам ПЦР-анализа, два — отрицательными по анализу БОЕ. Только с третьего дня инфекции все три теста давали положительные результаты.

чип 2.jpg Один из авторов работы Кристл Аганс считывает результаты EBOV D4 с помощью D4Scope в Галвестонской национальной лаборатории. Credit: Krystle Agans, Galveston National Laboratory, University of Texas Medical Branch at Galveston | Пресс-релиз

«Чтобы взять под контроль вспышку инфекции, нужно идентифицировать зараженных и отследить их контакты очень быстро, и мы надеемся, что наш тест позволит это делать, — говорит один из авторов исследования Майкл Ганн, профессор медицины и иммунологии в Медицинском центре университета Дьюка. — С таким доступным и быстрым тестом мы можем также быстро проверять людей, для которых повышен риск заражения вирусом Эбола. Кажется, что это просто, но по большому счету здесь кроется разница между вспышкой и пандемией».

Источник

Cassio M. Fontes, et al. // Ultrasensitive point-of-care immunoassay for secreted glycoprotein detects Ebola infection earlier than PCR. // Science Translational Medicine 07 Apr 2021: Vol. 13, Issue 588, eabd9696; DOI: 10.1126/scitranslmed.abd9696

Цитата по пресс-релизу

Добавить в избранное

Вам будет интересно