Test na covid v mobilu: Vědci vyvíjí nový způsob samotestování, jak má fungovat?

Abychom dostali pandemii pod kontrolu, je zásadní rozpoznat nakažené – hlavně ty, kteří v sobě mají takové množství viru, že mohou nakazit ostatní, a to ať už mají příznaky, nebo ne. Již od samého začátku koronavirové krize vědci usilují o vytvoření domácí a dostupné metody, kterou by bylo možné kdykoliv objevit potenciálního přenašeče nemoci.

A této technologie se podařilo dosáhnout právě prostřednictvím mobilních telefonů. Tým španělského biotechnologa Césara De La Fuente na Pensylvánské univerzitě vytvořil takové systémy hned tři. Týmu na Kalifornské univerzitě se pak podařilo vytvořit model testování na SARS-CoV-2 a na virus chřipky, který nevyžaduje speciální vybavení a který je také založen na technologii chytrých telefonů.

Biotechnolog De La Fuente, jeden z mezinárodně nejuznávanějších Španělů a držitel ocenění Princesa Girona za vědecký výzkum, již od samého začátku krize varuje: „PCR testy jsou skvělé k identifikaci nákazy, nemusí být ale nezbytně nejlepší k určování toho, zda je daná osoba infekční." Aby tento nedostatek překonal, vyvinul několik levných, rychlých a účinných prototypů na zjišťování přítomnosti viru. Posledním krokem pak bylo dostat tyto systémy do mobilních telefonů, které jsou díky své dostupnosti k tomuto účelu ideální.

„Celkem jsme vytvořili pro chytré telefony tři prototypy,“ vysvětluje De La Fuente. „První dva pro zjištění přítomnosti viru využívají elektrochemii.“

Bylo tedy potřeba vytvořit čip, na který se vloží vzorek z úst nebo nosu. Elektrochemická reakce pak identifikuje, zda se viru podařilo proniknout prostřednictvím spike proteinu do organismu přes enzym ACE2, tedy receptor na buňkách. Tyto čipy se připojují pomocí potenciostatu (ten umožňuje kontrolu určitých proměnných v elektrochemickém článku) k přenosnému počítači nebo k chytrému telefonu. Veškerá potřebná technologie je již dostupná a vychází zhruba na stokorunu, čili podobné peníze jako antigenní samotesty.

„Naše testy lze provádět v pokojové teplotě s minimálním vybavením a chemikáliemi a výroba stojí 4,67 dolaru,“ uvedli badatelé v odborném magazínu Matter. „Elektrody lez masově vyrábět komerčně dostupnými technologiemi, jedna jednotka velikosti laboratoře jich dokáže denně vyrobit 35 tisíc.“ A pokud by se zavedla vskutku tovární, automatizovaná masová výroba, kapacity by ještě drasticky vzrostly.

Všechny barvy nákazy

Třetí prototyp, zveřejněný v ACS Nano, využívá namísto elektrochemie nanotechnologii. „Jde v podstatě o vatovou tyčinku, takovou, jaká se používá u standardních testů. Tu vložíme do tekutiny, a pokud jsme nakažení, tekutina změní barvu. Jedná se o kolorimetrickou metodu využívanou například u těhotenských testů. Bezplatná mobilní aplikace nám pak umožní zaznamenat každý pixel (nejmenší jednotka, ze které se skládá obrázek), díky čemuž budeme moci porovnat toto kvalitativní vyobrazení s něčím kvantitativním.“ Takto tedy bude moct mobilní telefon zjistit, na základě barvy získané ze vzorku, virovou zátěž v těle dotyčné osoby.

I cenu tohoto testu při prvním využití odhadují v přepočtu asi na 100 Kč – ovšem je na opakované použití, a tak každý další test nebude stát ani 4 Kč za novou vatičku s modifikovaným ACE2 na výtěr. Není potřeba žádná další technologie, pouze mobil a bezplatná aplikace.

Na výsledky se nečeká déle než čtyři minuty a spolehlivě ukazují množství viru v těle – což se projeví intenzitou barvy. Podobně měří virovou nálož i PCR testy, ale uživatel se od laboratoře jen dozví, zda překročila určitou hranici zrovna považovanou za rizikovou. A laboratoři to trvá mnoho hodin.

„Jsme tudíž schopní detekovat i malé množství viru,“ zdůrazňuje De la Fuente. Tým badatelů z Pensylvánské univerzity je v současnosti v kontaktu se společnostmi, které chtějí tuto technologii rozšířit a poté přistoupit k její produkci a prodeji.

Číňané vyvinuli nový test na covid: Je přesný jako PCR a hotový za minutu

De La Fuentův tým je jedním z prvních, ale zcela jistě není jediný, jenž se rozhodl zabývat se touto problematikou. Ta je zásadní nejen pro aktuální pandemii, ale také pro další a budoucí nákazy, které takto budeme schopni diagnostikovat za pár minut, z pohodlí domova a téměř zadarmo. Mezi tyto nákazy pak můžeme řadit i patogeny tak běžné jako například chřipka.

Tým z Kalifornské univerzity v Santa Barbaře v Journal of the American Medical Association (JAMA) uvedl další model pro mobilní zařízení. Ten se pyšní podobnou citlivostí jako doposud nejpoužívanější testy. „Je možné ho snadno upravit, aby byl schopen odhalit i nové varianty SARS-CoV-2 a další patogeny, které by mohly způsobit pandemii, a to včetně chřipky,“ sdělil hlavní autor studie Douglas M. Heithoff. Tento návrh je založen na izotermické amplifikaci zprostředkované smyčkou (LAMP). Jedná se o nízkonákladovou a velmi běžnou techniku ​​amplifikace DNA, jež se v molekulární biologii používá pro stanovení diagnózy určitých onemocnění.

96 vzorků naráz

Systém využívá pro detekci nákazy pouze vzorky slin a chytré telefony a podle autorů studie ho tvoří elektrická plotýnka, kartónová krabice a LED světla. „Je velmi levné systém nastavit a také je přenosný. Jeho výroba stojí méně než 100 dolarů (2 150 Kč).“ Vyhodnocení testu trvá 25 minut, tedy skoro dvakrát déle než antigenní test, jeden mobil jich však zvládl vyhodnocovat až 96 naráz. A to při nákladech 7 dolarů (150 Kč) na jeden vzorek.

Systémy jako tento jsou zásadní v kontextu zátěže primární zdravotní péče a také vysoké nakažlivosti viru. Jsou schopny u velkého počtu lidí rychle a jasně prokázat míru virové zátěže, což je, zejména v zemích, které disponují méně zdroji, velkou výhodou. Možnost sám si levně a dostupně stanovit diagnózu hraje také klíčovou roli v době uvolňování restrikcí.

Nakažená rodina testovala svého psa na covid, chytil vir také. Testů pro mazlíčky přibývá

Proto se také Alexander Edwards, profesor biomedicínské technologie na Univerzitě v Readingu, ptá: „Na co ještě čekáme? Proč už veškeré testování neprobíhá prostřednictvím našich chytrých telefonů, ale naopak je provádějí velké laboratorní stroje?“

„Díky těmto studiím vidíme, že je možné zjistit přítomnost závažných chorob, jako je covid nebo chřipka, i mimo laboratoře, a to za použití relativně jednoduchých testů. Výzvu u těchto testů představuje jejich produkce a také to, jak je učinit přístupné pro velké množství lidí,“ vysvětluje Edwards v Science Media Center.

„Chytré telefony představují velmi mocnou zbraň klinického testování. Lze je využít například už jen díky fotoaparátům, bez nutnosti úprav, protože mnoho laboratorních testů poskytuje vizuální nebo barevné výsledky.“

Nadšení sdílí i Michael Head ze Southamptonské univerzity: „Je velmi pravděpodobné, že bude využití mobilních telefonů a distančních zdravotních programů hrát ve zdravotnictví po pandemii významnou roli. Většina těchto technologií nicméně zůstává spíše záležitostí budoucnosti než bezprostřední přítomnosti.“