Ang mabilis na pagkalat ng COVID-19, isang sakit na dulot ng SARS-CoV-2 virus, ay lumikha ng isang pampublikong krisis sa kalusugan sa buong mundo. Ang maagang pagtuklas at paghihiwalay ng COVID-19 ay susi para sa pagkontrol sa paghahatid ng sakit at pagprotekta sa mga mahihinang populasyon. Ang kasalukuyang pamantayan para sa diagnosis ng COVID-19 ay reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR), isang pamamaraan kung saan ang mga viral gene ay natutukoy pagkatapos na sumailalim ang mga ito sa maraming cycle ng amplification. Gayunpaman, ang diskarteng ito ay tumatagal ng oras, na lumilikha ng isang backlog ng pagsubok sa mga diagnostic center at humahantong sa mga naantalang diagnosis.

Sa isang kamakailang pag-aaral na inilathala sa Biosensors at Bioelectronics, ipinakilala ng mga mananaliksik mula sa Korea at China ang isang nobelang nanotechnology-based na platform na maaaring paikliin ang oras na kinakailangan para sa pagsusuri sa COVID-19. Ang kanilang surface-enhanced Raman scattering (SERS)-PCR detection platform—na inihanda gamit ang gold nanoparticles (AuNPs) sa mga cavity ng Au 'nanodimple' substrates (AuNDSs)—ay maaaring makakita ng mga viral gene pagkatapos lamang ng 8 cycle ng amplification. Iyon ay halos isang-katlo ng bilang na kinakailangan sa conventional RT-PCR.

“Ang tradisyonal na RT-PCR ay nakabatay sa pagtuklas ng mga fluorescence signal, kaya kailangan ng 3–4 na oras para matukoy ang SARS-CoV-2. Hindi sapat ang bilis na ito kung isasaalang-alang kung gaano kabilis kumalat ang COVID-19. Nais naming makahanap ng isang paraan upang mabawasan ang oras na ito ng hindi bababa sa kalahati, "sabi ni Prof. Jaebum Choo, na nagpapaliwanag sa motibasyon sa likod ng pag-aaral. Sa kabutihang palad, ang sagot ay hindi masyadong malayo. Sa isang nakaraang pag-aaral na na-publish noong 2021, ang koponan ni Prof. Choo ay nakabuo ng isang platform ng pag-detect ng nobela kung saan ang mga high-sensitivity na signal ng SERS ay ginawa ng mga AuNP na pare-parehong nakaayos sa mga cavity ng AuNDS sa pamamagitan ng isang diskarteng tinatawag na DNA hybridization. Batay sa nakaraang pagtuklas na ito, binuo ni Prof. Choo at ng kanyang team ang nobelang SERS-PCR platform para sa diagnosis ng COVID-19.

Ang bagong binuo na SERS-PCR assay ay gumagamit ng mga signal ng SERS upang makita ang "bridge DNA"—maliit na DNA probe na dahan-dahang nasisira sa presensya ng mga target na viral genes. Samakatuwid, sa mga sample mula sa mga pasyenteng positibo para sa COVID-19, ang konsentrasyon ng bridge DNA (at samakatuwid ang SERS signal) ay patuloy na bumababa sa mga progresibong PCR cycle. Sa kaibahan, kapag wala ang SARS-CoV-2, nananatiling hindi nagbabago ang signal ng SERS.

Sinubukan ng team ang pagiging epektibo ng kanilang system gamit ang dalawang kinatawan na target na marker ng SARS-CoV-2, ibig sabihin, ang envelope protein (E) at RNA-dependent RNA polymerase (RdRp) genes ng SARS-CoV-2. Habang 25 cycle ang kinakailangan para sa RT-PCR-based detection, ang AuNDS-based na SERS-PCR platform ay nangangailangan lamang ng 8 cycle, na lubos na nagpapababa sa tagal ng pagsubok. "Bagaman ang aming mga resulta ay preliminary, nagbibigay sila ng isang mahalagang patunay-ng-konsepto para sa bisa ng SERS-PCR bilang isang diagnostic technique. Ang aming diskarteng SERS-PCR na nakabatay sa AuNDS ay isang promising na bagong molecular diagnostic platform na maaaring lubos na paikliin ang oras na kinakailangan para sa pag-detect ng gene kumpara sa mga kumbensyonal na diskarte sa RT-PCR. Ang modelong ito ay maaaring higit pang mapalawak sa pamamagitan ng pagsasama ng isang awtomatikong sampler upang bumuo ng isang susunod na henerasyong molecular diagnostic system," paliwanag ni Prof. Choo.

Sa katunayan, ang SERS-PCR ay maaaring maging isang mahalagang tool sa aming arsenal laban sa pandemya ng COVID-19. Maaari rin itong lumikha ng pagbabago sa paradigm sa larangan ng molecular diagnostics, na binabago kung paano natin natutuklasan ang mga nakakahawang sakit at natutugunan ang mga epidemya sa hinaharap.

ANO ANG DAPAT ALISIN SA ARTIKULONG ITO:

In a recent study published in Biosensors and Bioelectronics, researchers from Korea and China have introduced a novel nanotechnology-based platform that can shorten the time required for COVID-19 diagnosis.
Choo’s team had developed a novel detection platform in which high-sensitivity SERS signals are produced by AuNPs uniformly arranged in the cavities of AuNDSs through a technique called DNA hybridization.
The current standard for COVID-19 diagnosis is reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR), a technique in which viral genes are detected after they undergo multiples cycles of amplification.