Akademie věd vyvíjí biočip proti koronaviru. Bude fungovat jako automat na kávu

Prototyp přístroje pro zjištění koronaviru ve slinách připravují odborníci z Fyzikálního ústavu Akademie věd ČR (FZÚ AV). Jeho jádrem je takzvaný biočip vyvinutý vědci z FZÚ. Zařízení podobné nápojovému automatu pomůže s testováním velkého počtu lidí a nebude vyžadovat kvalifikovanou obsluhu. Podle dosavadních testů je jeho citlivost srovnatelná s výtěry z nosohltanu běžně užívanými pro PCR testování.

O úspěchu ve vývoji biosenzoru pro zjištění koronaviru vědci informovali poprvé v létě. V posledních měsících už jednali o možnostech převodu této nadějné technologie do praxe.

„Materiál biočipu je na odchyt tohoto viru přímo koncipován. Pokrývá ho tenká vrstva speciálního polymeru, který unikátním způsobem zachytává dané látky přímo z biologického vzorku. Zároveň ignoruje vše ostatní ve vzorku,“ řekla Hana Lísalová z FZÚ. Lísalová vede tým, který biočip vyvinul. Zmíněný polymer si chce ústav nechat patentovat.

Biočip by měl být schopen odhalovat nejen existující známé varianty nového koronaviru, ale také jeho nejrůznější mutace, které se objevily například ve Velké Británii nebo Jižní Africe.

„Selektivita detekce konkrétní látky, třeba koronaviru, je dána receptorem. Pro nás ho připravuje zahraniční partner a je natolik dobrý, že detekuje protein, který mezi jednotlivými mutacemi viru není příliš variabilní. Navíc oproti jiným testům, jako je třeba ELISA, nepotřebujeme dvě protilátky proti jednomu analytu, nám stačí jedna, protože se jedná o přímou detekci, nijak nezesílenou. Nicméně v případě mutace koronaviru nebo další hrozby v podobě jiného patogenu se technologie dá adaptovat velice rychle na nové podmínky. Lze tak vyrobit novou protilátku, jiný receptor,“ vysvětluje Lísalová.

  

Biočip odhalí i koncentraci viru

Citlivý biosenzor podle vědců kromě přítomnosti viru měří i jeho koncentraci, a to zhruba do 15 minut. „Na zaslepené studii reálných klinických vzorků z nosohltanu zpracovaných metodou PCR jsme ověřili stoprocentní shodu s našimi testy. Teoreticky může být citlivost tohoto biosenzoru i výrazně vyšší, ale čeká nás ještě velká studie z výplachu ústní dutiny,“ popsala Lísalová.

„Největším konkurentem jsou pro nás antigenní testy, nicméně naše biočipy oproti nim mají několik zásadních výhod. Jednou z nich je možnost kvantitativního odhadu množství viru. To znamená, že náš test nepodá pouze odpověď ano/ne, ale také odpověď, jestli infekční dávka v testovaném vzorku je vysoká, střední, nebo nízká. Umíme tedy určit i koncentraci virového proteinu,“ vysvětluje vědkyně.

Přístroj pro továrny bez covidu

Nyní výzkumníci z FZÚ a vývojáři ze společnosti Cardam spolupracují na návrhu a výrobě robotického sytému pro analýzu vzorků ve velkém. Ten by měl fungovat podobně jako automat na kávu.

„Člověk by přišel k přístroji, který by mu vydal kelímek se speciálním roztokem, vypláchl si ústa a kelímek vrátil do automatu. Systém by tekutinu odebral, přesunul k biočipu na analýzu a zařízení by pak signalizovalo buď zelená – vše v pořádku, anebo červená – pozor, vysoké riziko pozitivního nálezu. V tomto případě by bylo doporučeno absolvovat kontrolní standardizovaný test,“ popsal koncept další člen týmu Alexandr Dejneka.

Automatizovaný biosenzor by tak mohl pomoci třeba s testováním zaměstnanců ve firmách, školství či zdravotnictví, ale i široké veřejnosti.

Podle Dejneky zatím není jasné, kdy by mohl přístroj začít fungovat v praxi. „To je otázka, na kterou neumím odpovědět, protože na to pořád navazuje certifikační proces. Myšlenka je, že přístroj nebude jen ,na koronavirus', že ho budeme moci rychle překlopit i v případě příchodu jiných hrozeb. Ale základ musí být ještě certifikován,“ konstatoval Dejneka.

Přístroj vznikal ještě před pandemií

Současný biosenzor na detekci koronaviru má původ v projektu ještě z doby před koronakrizí. V zakázce pro Policii ČR vědci z FZÚ pracovali na systému pro rychlé odhalení patogenů v potravinách. Ten je už dokončen, přístroj má podobu přenosného kufříku a Ochranná služba Policie ČR ho začne používat koncem roku.

„Účelem je detekovat zdravotní nezávadnost potravin, které konzumují chráněné osoby, například může jít o ústavní činitele. Oproti standardním testům naše biočipová technologie může výrazně zkrátit dobu detekce, výsledky jsou téměř okamžitě a přímo na místě,“ dodala Lísalová.

Cardam je společným podnikem FZÚ a společností Česká zbrojovka Group a Beneš a Lát. Firma se loni na jaře pustila také do hromadné výroby ochranných polomasek, které mají původ v respirátorech vyvinutých v počátku koronakrize na ČVUT.