Một thử nghiệm coronavirus tại nhà được phát triển bởi các nhà khoa học từ Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), Đại học Harvard và các bệnh viện ở khu vực Boston có thể cho người dùng biết trong vòng một giờ nếu họ có COVID và loại họ mắc bệnh.

Hầu hết các xét nghiệm tại nhà hiện nay là xét nghiệm kháng nguyên nhanh, không đáng tin cậy bằng xét nghiệm PCR có tại các trung tâm sàng lọc chăm sóc sức khỏe chính thức. Việc thử nghiệm một số loại coronavirus mới khó tiếp cận hơn, vì việc thiếu khả năng tiếp cận toàn cầu đối với thử nghiệm di truyền đang gây ra sự chậm trễ trong việc theo dõi và phản ứng với các biến thể mới trên toàn thế giới.

Helena de Puig, tác giả chính của nghiên cứu về thiết bị mới và là nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Viện Kỹ thuật Lấy cảm hứng Sinh học Wyss của Đại học Harvard, cho biết theo MIT News Desk.

Thiết bị SHERLOCK (miSHERLOCK) mới với các công cụ tối thiểu nhằm khắc phục những vấn đề này bằng cách cung cấp một bài kiểm tra dễ sử dụng và giá cả phải chăng, sử dụng mẫu nước bọt để kiểm tra vi rút và các biến thể cụ thể, đồng thời có thể được lắp ráp bằng máy in 3D và thường có sẵn linh kiện với giá khoảng $ 15 (giá này có thể giảm xuống $ 2 hoặc $ 3 nếu máy được sản xuất hàng loạt).

miSHERLOCK sử dụng công nghệ dựa trên CRISPR được gọi là Mở báo cáo Enzyme Độ nhạy Cao (SHERLOCK), được phát triển bởi Jim Collins, tác giả của bài báo nghiên cứu và là giảng viên chính tại Viện Kỹ thuật Sinh học Wyss lấy cảm hứng từ Harvard.

Công nghệ của Sherlock sử dụng “kéo phân tử” CRISPR để tìm RNA của virus trong mẫu nước bọt bằng cách cắt RNA hoặc DNA tại các vị trí cụ thể. Công nghệ này cũng cắt các đầu dò DNA sợi đơn để tạo ra tín hiệu huỳnh quang.

Theo Văn phòng Tin tức MIT, nhóm nghiên cứu cần bao gồm một bước tiền xử lý làm bất hoạt các enzym được gọi là nucleaza trong nước bọt, có tác dụng phá hủy các axit nucleic như ARN. Sau khi mẫu vào thiết bị, thiết bị sử dụng nhiệt và hai thuốc thử hóa học để khử hoạt tính nuclease. Sau đó, RNA của virus được chiết xuất và cô đặc bằng cách cho nước bọt đi qua một lớp màng giữ RNA trên bề mặt của nó.

Thiết bị thử nghiệm chạy bằng pin bao gồm hai khoang: một khoang chuẩn bị mẫu đã được nung nóng và một khoang phản ứng không được làm nóng.

Sử dụng thiết bị thử nghiệm là một quá trình ba bước dễ dàng. Đầu tiên, người dùng khạc vào buồng chuẩn bị mẫu, bật nhiệt và đợi từ ba đến sáu phút để nước bọt đi qua màng lọc. Sau đó, người dùng sẽ tháo bộ lọc và đưa nó đến buồng phản ứng, đẩy pít-tông đóng cặn bộ lọc vào trong khoang và làm đục lỗ chứa nước để kích hoạt phản ứng Sherlock.

Chưa đầy một giờ sau, người dùng kiểm tra để đảm bảo họ có thể nhìn thấy tín hiệu huỳnh quang qua cửa sổ trong phòng phản ứng và sau đó có thể sử dụng một ứng dụng điện thoại thông minh đi kèm để phân tích các điểm ảnh nhằm đưa ra chẩn đoán âm tính hay dương tính rõ ràng.

“Mục tiêu của chúng tôi là tạo ra một chẩn đoán hoàn toàn khép kín và không yêu cầu bất kỳ thiết bị nào khác,” Xiao Tan, một nhà lâm sàng tại Viện Wyss và là nhà giáo dục tiêu hóa tại Bệnh viện Đa khoa Massachusetts, nói với MIT News Desk. “Về cơ bản, bệnh nhân sẽ khạc nhổ vào thiết bị này, sau đó bạn ấn pít-tông xuống và một giờ sau bạn sẽ nhận được câu trả lời.”

Thiết bị này có dạng mô-đun và có thể chứa tối đa bốn mô-đun, mỗi mô-đun tìm kiếm một trình tự RNA mục tiêu khác nhau. Mô-đun ban đầu bao gồm các sợi dẫn hướng RNA phát hiện bất kỳ chủng nào của coronavirus mới, trong khi các mô-đun khác có thể bao gồm các sợi dẫn hướng để tìm kiếm các biến thể cụ thể.

Đồng tác giả Devora Najjar, trợ lý nghiên cứu tại MIT Media Lab và Collins Lab, giải thích rằng các mô-đun cho các biến thể mới có thể được tạo trong khoảng hai tuần, điều này sẽ cho phép phát triển nhanh các thử nghiệm cho các biến thể mới.

Theo Viện Wyss, thiết bị này đã được thử nghiệm trên các mẫu nước bọt của 27 bệnh nhân COVID-19 và 21 bệnh nhân khỏe mạnh, đồng thời xác định bệnh nhân dương tính với coronavirus là 96% và bệnh nhân âm tính là 95%.

Thiết bị cũng đã được kiểm tra hiệu suất để xác định các biến thể Alpha, Beta và Gamma của SARS-CoV-19 (biến thể delta không phổ biến khi bắt đầu nghiên cứu) và thiết bị có thể xác định các biến thể một cách hiệu quả.

“Khi dự án miSHERLOCK bắt đầu, hầu như không có hoạt động giám sát biến thể nào đối với SARS-CoV-2. Chúng tôi biết rằng việc theo dõi biến thể sẽ cực kỳ quan trọng khi đánh giá tác động lâu dài của COVID-19 đối với cộng đồng địa phương và toàn cầu, vì vậy chúng tôi đã thúc đẩy bản thân để tạo ra một nền tảng chẩn đoán Phi tập trung, linh hoạt và thực sự dễ sử dụng, ”Collins cho biết trong một thông cáo báo chí từ Viện Wyss, đồng thời nhấn mạnh rằng nhóm“ rất vui được làm việc với các đối tác công nghiệp để cung cấp nó trên thị trường. ”