Přesný jako PCR, rychlý jako antigenní test. Koronavirus SARS-CoV-2 odhalí unikátní český biočip

První myšlenka na covidový biočip se ve Fyzikálním ústavu Akademie věd (FZÚ AV) zrodila hned loni v dubnu, po příchodu koronaviru SARS-CoV-2. Vysílání Českého rozhlasu Plus průběžně sledovalo vývoj tohoto unikátního testu, ale některé věci zůstaly utajeny až do časopisecké publikace.

Čtěte také

Biočip odhalí koronavirus už za několik minut. Funkční prototyp by mohl být hotový na podzim

A to především princip, na základě kterého je analýza biočipem rychlá jako antigenní test a zároveň přesná jako PCR metoda.

„My jsme spojili výhody obou metod do jednoho biočipu, je to vlastně dva v jednom,“ směje se vedoucí výzkumného týmu z Oddělení optických a biofyzikálních systémů FÚ Hana Lísalová. 

Jejich biočip tak cílí na protein jako antigenní test a zároveň analyzuje virovou RNA podobně jako PCR analýza.

Trik je v tom, že detekujeme celý komplex N-proteinu s nestabilní mRNA.
Hana Lísalová

Čeští odborníci tak šli zatím neprobádanou cestou. V koronaviru SARS-CoV-2 nechali bez povšimnutí S-protein, který využívá většina testů a protilátek, a zaměřili se na N-protein, tedy nukleokapsidový protein, ve kterém je virová RNA schovaná.

Unikátní český biočip|foto:Fyzikální ústav Akademie věd ČR

„Ten trik je v tom, že detekujeme celý komplex N-proteinu s nestabilní virovou RNA. Tím se zesiluje hmota, kterou měříme, a produkuje dostatečný signál, takže nemusíme vzorek nijak upravovat a můžeme ho změřit rovnou.“

A to je obrovská výhoda biočipu, protože celá analýza se tím výrazně zkrátí. Od odběru vzorku po vyhodnocení stačí zhruba čtvrthodina.

Klíčová spolupráce se zahraničím

Biočip vypadá jako zlatý plíšek, který je potažen speciální polymerní vrstvou. Na ní jsou navázány protilátky, které zachytávají jen virus SARS-CoV-2. Díky této speciální takzvaně antifoulingové úpravě se na biočipu ostatní částice nezachytí a jsou odplaveny pryč.

Čtěte také

Čeští vědci vyvinuli test na protilátky. Má odhalit jen ty, které skutečně chrání proti koronaviru

Jako klíčová se ukázala spolupráce s dalšími vědeckými pracovišti v Česku i v zahraničí.

„Zejména spolupráce s týmem An-Suei Yanga z tchajwanské Academia Sinica, který vyvinul a poskytl nám protilátku,“ přibližuje Lísalová. Ověřování účinnosti nového biočipu se pak odehrávalo ve spolupráci s akademickým Biologickým centrem AV a Jihočeskou univerzitou v Českých Budějovicích.

Během roku vědci otestovali už skoro tisícovku různých typů vzorků, jedna z největších studií se odehrávala v pražské MHD.

Je zajímavé, že v prvopočátku musely být vzorky testovány vlastně třikrát. Jednou biočipem, pak antigenním a PCR testem, aby se ověřilo, že princip opravdu funguje. Během roku vědci otestovali už skoro tisícovku různých typů vzorků, jedna z největších studií se odehrávala v pražské MHD.

Čtěte také

Proč se přeočkovat proti covidu? Protilátky jsou kvalitnější a vytvoří se rychleji, vysvětluje Hořejší

„Testovali jsme více než 500 vzorků z povrchů v autobusech a tramvajích a potvrdilo nám to správnost naší metody, byli jsme ve velké shodě. Dva vzorky, které byly metodou PCR charakterizovány jako pozitivní na koronavirus, byly zároveň pozitivní i pomocí našeho biosenzoru. A to nás potěšilo, protože nám to dalo jakoby dvojí validaci našeho přístupu,“ spokojeně říká Hana Lísalové, podle které probíhají další studie se vzorky z různých prostředí.

Zaměřeno na N-protein

Průlomová technologie, která kombinuje fyzikální, chemické a biologické principy, je zatím jedinečná. Podle dostupných publikací jsou naši vědci první, kteří vytvořili biočip rychle a přesně detekující koronavirus. Díky tomu, že cílí na virový N-protein, který je stabilnější a nepodléhá mutacím v takové míře jako S-protein, jde o spolehlivou metodu, která nemusí být ovlivněna různými mutacemi.

Čtěte také

Jste chronicky nemocní a bojíte se očkování? Covid může být mnohem horší

„Skvělých výsledků v tomto výzkumu bylo možné dosáhnout díky velkému nasazení špičkových vědců mezioborového týmu. Právě interdisciplinarita může výsledky vědeckého výzkumu posunout k ještě výraznějším celospolečenským dopadům,“ řekl Alexandr Dejneka, vedoucí Sekce optiky Fyzikálního ústavu Akademie věd, v níž výzkum vznikal.

Vědci už zároveň pracují na aplikaci vyvíjených biočipových systémů do praxe. Ve spolupráci se společností CARDAM Solution vzniká přenosný robotický systém. Měl by být hotový do konce příštího toku a bude mít zajímavou podobu kávového automatu.

Čtěte také

Mohl by fungovat jako automat na kávu. Akademie věd vyvinula nový test na covid, je přesný a rychlý

Člověk jen plivne do kelímku a přístroj sám do několika minut vyhodnotí přítomnost viru. Už se na něm začalo pracovat v létě, ale i jeho realizaci ovlivňuje situace na trhu.

„Náš průmyslový partner se potýká s nedostatkem materiálů a součástek, což je bohužel celosvětový problém,“ trochu se smutkem v hlase říká Hana Lísalová, „nicméně se zdá vhodné to načasování, protože biočip je možné používat opakovaně až do záchytu pozitivního vzorku. Největší využití tak bude mít v době, kdy bude epidemie na ústupu.“

Zároveň tento „covidový automat“ může sloužit jako indikátor případného vzestupu nákazy.

Poslechněte si celé shrnutí nového objevu českých vědců od Evy Kézrové.