Защитная маска, которая способна обнаружить вирус SARS-CoV-2

Ученые из Гарвардского института Висса и Массачусетского технологического института разработали маску для лица, которая может обнаружить вирус SARS-CoV-2 в дыхании пользователя. В маске используются сублимированные молекулярные компоненты, включая технологию CRISPR*, и полоска для анализа бокового потока для обнаружения вируса и оповещения пользователя. Чтобы начать тест, пользователь просто нажимает кнопку на маске, и она может выдать результат в течение 90 минут с точностью, аналогичной стандартному тесту ПЦР.  

Информация о новой технологии была опубликована в журнале Nature Biotechnology.

Один из разработчиков технологии Питер Нгуен говорит, что

По сути, мы превратили целую диагностическую лабораторию в небольшой сенсор на основе синтетической биологии, который работает с любой маской для лица и сочетает в себе высокую точность ПЦР-тестов со скоростью и низкой стоимостью антигенных тестов. Помимо масок, наши программируемые биосенсоры могут быть интегрированы в другую одежду, чтобы обеспечить обнаружение опасных веществ, включая вирусы, бактерии, токсины и химические агенты.

Исследователи уже давно работают над этой методикой и назвали ее технологией wearable freeze-dried cell-free (wFDCF). Они используют молекулярные компоненты, которые клетки используют для манипулирования и распознавания нуклеиновых кислот и белков, и встраивают их в сенсоры в тканях, чтобы сформировать носимые устройства, которые могут идентифицировать определенные патогены или другие опасные вещества. Сублимированные компоненты стабильны и имеют значительный срок хранения, и, в отличие от других подходов синтетической биологии, для работы системы не нужны живые клетки.

Чтобы начать работу, молекулярным сенсорам необходима вода, и новая маска для лица содержит небольшой резервуар с водой, который освобождается, когда пользователь нажимает на кнопку. Затем серия реакций расщепляет вирусные частицы, высвобождая вирусную РНК, и усиливает последовательность, кодирующую белок шипа. Наконец, технология CRISPR обнаруживает этот продукт амплификации и расщепляет его, выдавая визуальный результат на полоске бокового потока, подобно тому, что используется в тестах на беременность.

Эта технология может быть использована в лабораторных халатах для ученых, работающих с опасными материалами или патогенами, в халатах для врачей и медсестер, а также в униформе спасателей и военных, которые могут подвергнуться воздействию опасных патогенов или токсинов, таких как нервнопаралитический газ.

* CRISPR, точнее, CRISPR/Cas9 — мощный инструмент редактирования геномов. Он основан на элементе защитной системы бактерий, который биологи приспособили для внесения изменений в ДНК растений, животных и даже людей. Технология позволяет внести поправки всего за несколько дней, а не недель или месяцев.