Un test rapido, in grado di riconoscere diverse specie di virus, potrebbe aiutare i Paesi a medio reddito a diagnosticare più facilmente le patologie virali, contribuendo a mettere in atto, se necessario, azioni di contenimento per preservare la popolazione e anche ad avviare, se possibile, specifiche procedure terapeutiche.
Il dispositivo basa il proprio funzionamento sul sistema CRISPR/Cas9 che agisce da forbice genetica su zone specifiche del DNA/RNA virale. Tradizionalmente i risultati di un test del genere necessitano di laboratori attrezzati e personale specializzato, ma non è detto che questi siano presenti in ogni angolo del mondo.
Gli ideatori hanno quindi deciso di utilizzare due proteine CRISPR/Cas9, ognuna specifica per una diversa zona del genoma virale e ognuna con attaccato un pezzo di proteina luciferasi: in questo modo, quando le due CRISPR/Cas9 raggiungono il proprio target, si uniscono tra loro, ricostituendo la luciferasi intera, originando così una bioluminescenza che rende possibile leggere i risultati in ogni setting. Basta avere uno smartphone dotato di fotocamera, che amplifica il segnale.
Diversamente da altri generi di luminescenza, la bioluminescenza non richiede un’attivazione esterna e non risente di rumore di fondo… fattori che rendono i risultati del dispositivo affidabili. Il tempo richiesto per ottenere un esito è di circa 20 minuti.
Chiamato LUNAS (LUminescent Nucleic Acid Sensor), il dispositivo fa uso anche di un’altra tecnologia per amplificare gli acidi nucleici presenti nei campioni prelevati, ovvero l’amplificazione della ricombinasi polimerasi (RPA), scelta perché lavora bene tra i 37°C e i 42°C, temperature alle quali tutte le proteine utilizzate restano stabili.
La sinergia con la RPA è necessaria per aumentare la sensibilità del dispositivo. Il sistema è stato quindi ridisegnato per la diagnosi di Covid-19, utilizzando le sequenze genetiche note per restare inalterate nelle varianti del virus.
Il metodo è quindi stato testato sui 86 campioni nasofaringei e 66 eSwab, tutti con esito già noto. LUNAS si è dimostrato in grado di identificare il virus all’interno dei campioni eSwab, con un tempo variabile in base alla carica virale stessa: al crescere della carica virale il tempo di lettura diminuisce. In questi test gli autori hanno utilizzato una luciferasi a luce blu. Validi anche gli esiti ottenuti sui campioni non ancora estratti, anche se si osserva una riduzione della sensibilità.
Importante sottolineare che i campioni negativi al Sars-CoV-2 hanno tutti ricevuto la stessa diagnosi, anche qualora contenessero altre specie virali respiratorie. Il test non è preciso al 100%, ma non lo sono nemmeno le altre strategie di testing sin qui ideate.
Questo dispositivo potrebbe essere molto utile nei Paesi a basso/medio reddito, ma anche nei Paesi più ricchi: la sua rapidità renderebbe più veloci le diagnosi… e la velocità è un fattore importante, soprattutto quando si è coinvolti in un’epidemia o una pandemia. Il dispositivo è stato ideato da ricercatori della Eindhoven University of Technology.
(Lo studio: Harmen J. van der Veer, Eva A. van Aalen, Claire M. S. Michielsen, Eva T.L. Hanckmann, Jeroen Deckers, Marcel M.G.J. van Borren, Jacky Flipse, Anne J. M. Loonen, Joost P.H. Schoeber, and Maarten Merkx. Glow-in-the-Dark Infectious Disease Diagnostics Using CRISPR-Cas9-Based Split Luciferase Complementation. ACS Cent. Sci. 2023, Publication Date:March 15, 2023. https://doi.org/10.1021/acscentsci.2c01467)
