Портативный ПЦР-тест на гонорею выдает результат за 15 минут

В последнее время в мире резко возросла заболеваемость гонореей и другими инфекциями, передаваемыми половым путем (ИППП): ежедневно ими заражается около миллиона человек. Для диагностики этих инфекций чаще всего используют методы амплификации нуклеиновых кислот, такие как ПЦР, но получение результата занимает от нескольких часов до нескольких дней, да и лаборатории, где проводят такие тесты, не всегда доступны. Поэтому есть запрос на создание более дешевых, удобных и быстрых методов выявления ИППП.

Ученые из университета Джонса Хопкинса (США) разработали устройство под названием PROMPT (portable, rapid, on-cartridge magnetofluidic purification and testing). Оно представляет собой платформу на основе картриджей для магнитожидкостной полимеразной цепной реакции, которая выявляет возбудителя гонореи Neisseria gonorrhoeae в мазках из уретры в течение 15 минут. Одновременно этот тест показывает, устойчивы ли обнаруженные штаммы к антибиотику ципрофлоксацину.

«Наша портативная недорогая платформа для тестирования может изменить правила игры, когда дело доходит до диагностики и быстрого лечения инфекций, передаваемых половым путем», — сказал руководитель группы Ца-Хуэй Ван. — Это гарантирует, что пациенты будут диагностированы на месте, и лечение может начаться немедленно».

Устройство небольшого размера (12,7×13,4×8,4 см), заряжается обычным пятивольтовым зарядным устройством, таким же, как у мобильного телефона. Одноразовые картриджи из термопласта стоят около 2 долларов за штуку.

Процедура тестирования выглядит так: смыв с тампона, которым берут мазок у пациента, смешивают с раствором магнитных бусин в пробирке, каплю смеси помещают в картридж, который устанавливается на лицевую панель прибора. На картридже образец последовательно проходят через три буфера: кислый — для лизиса бактерий и связывания ДНК на магнитных бусинах, нейтральный — для промывки, и более щелочной ПЦР-буфер — для высвобождения ДНК. Быстроту ПЦР обеспечивала усовершенствованная химия реакции (повышенные концентрации праймеров, ДНК-полимеразы и ионов магния) и оптимизированная геометрия теплового блока.

Встроенный эпифлуоресцентный детектор используется для получения сигнала от зондов, нацеленных на два гена: бактериальный ген opa сигнализирует о наличии инфекции, а ген gyrA — о чувствительности к ципрофлоксацину. Мутация S91F в gyrA связана с устойчивостью к антибиотику, и при ее наличии амплификация гена gyrA не идет. Таким образом, флуоресцентный сигнал амплификации участка opa при отсутствии сигнала gyrA говорит о присутствии резистентного штамма. Результаты анализа отображаются в мобильном приложении.

Платформу протестировали в клиниках сексуального здоровья в США и Уганде на 217 пациентах. PROMPT правильно обнаруживал наиболее распространенный штамм гонореи с чувствительностью 97,7% и специфичностью 97,6% по сравнению с коммерческими ПЦР-тестами. Результаты определения устойчивости патогена к ципрофлоксацину в 100% случаев совпали с результатами посева. Таким образом, новый тест пригоден для быстрого исследования пациентов в местах оказания медицинской помощи.