Forscher der NYU Abu Dhabi haben eine neue Schnelltestmethode für COVID-19 entwickelt – einen Klebeverband, der auf Goldnanopartikeln basiert, um die Immunantikörper im Blutkreislauf schnell zu erkennen.
Diese als IgM und IgG bezeichneten Antikörper werden auf natürliche Weise als Folge einer SARS-CoV-2-Infektion produziert und dienen daher als wertvolle Biomarker zur Identifizierung infizierter Personen und zur Überwachung der Ausbreitung von Pandemien. Die innovative Verbandstechnologie ist erschwinglich und einfach zu verwenden und kann in kürzester Zeit so modifiziert werden, dass sie bei künftigen Pandemien andere pathogene Infektionen erkennen kann, indem Antigene verwendet werden, die für die neu auftretenden Krankheitserreger spezifisch sind.
Der Test kann zu Hause durchgeführt werden, indem der spezielle Klebeverband auf einen Nadelstich an der Fingerspitze angelegt wird, so wie wir einen normalen Verband zum Abdecken und Schützen der Wunden verwenden. Es funktioniert mit auf Nanotechnologie basierenden, manipulierten winzigen Partikeln, sogenannten Gold-Nanopartikeln, die einen Durchmesser von einem Milliardstel Meter haben und an denen spezifische Schlüssel, sogenannte Antigene, befestigt sind, die nur für SARS-CoV-2 gelten.
Diese Schlüssel werden unter Verwendung nanotechnologischer Ansätze entwickelt, um IgM- und IgG-Antikörper mit hoher Spezifität und Empfindlichkeit zu erkennen und daran zu binden, parallel zu Schlüssel-Schloss-Mechanismen. Wenn dies geschieht, zeigt ein Farbwechsel innerhalb von Minuten den Infektionsstatus der Person an – nicht infiziert oder infiziert mit frühem Immunsystem, aktivem Immunsystem oder Immunreaktionen.
Der Verband ist kostengünstig und kann weggeworfen werden, was eine groß angelegte Erkennung und Untersuchung verspricht, auch zu Hause, in öffentlichen Einrichtungen und in ländlichen Regionen, die nur begrenzten Zugang zu hochwertigen Testeinrichtungen haben.
Das Forschungsteam der NYU Abu Dhabi unter der Leitung von Mohammad Qasaimeh, außerordentlicher Professor für Maschinenbau und Bioingenieurwesen, erläuterte den Prozess der Entwicklung dieser neuen Testtechnologie in einem in der Zeitschrift veröffentlichten Artikel Mikrosysteme und Nanotechnik.
„Dieser benutzerfreundliche Test identifiziert schnell und genau das Vorhandensein von IgM- und IgG-Antikörpern gegen SARS-CoV-2 und liefert Benutzern wichtige Informationen über ihre Immunantwort auf die Infektion“, sagte Muhammedin Deliorman, einer der ersten Autoren des Studie und wissenschaftlicher Mitarbeiter in Qasaimehs Gruppe.
„In Zukunft werden wir das Potenzial dieser Technologie bei der Erkennung und dem Screening anderer neu auftretender Virusinfektionen erkunden. Wir planen außerdem, biologisch abbaubare poröse Mikronadeln in den Verband einzubauen, um eine effiziente Punktion in den Finger durch In-situ-Punktion zu ermöglichen.“
Darüber hinaus fügte Imen Boumar, einer der Erstautoren der Studie und ehemaliger Forschungsassistent in Qasaimehs Gruppe, hinzu: „Unser Ziel ist es, zu einer verbesserten Diagnostik beizutragen und Einzelpersonen bei ihrem Gesundheitsmanagement zu unterstützen, um letztendlich unsere Fähigkeit zur Bekämpfung und Kontrolle von Infektionen zu verbessern.“ Krankheiten auf globaler Ebene.
Qasaimeh kommentierte: „Wichtig ist, dass das Echtzeit-Screening von Virusinfektionen mithilfe von Tests wie dem erfundenen Heftpflaster eine entscheidende Rolle bei der Verhinderung zukünftiger Ausbrüche und Pandemien spielen kann, indem es eine Früherkennung ermöglicht. In der Zukunft wird ein solcher Heftpflaster in großem Umfang eingesetzt.“ Durch die Kombination von Tests mit Smartphone-Anzeigen und speziellen mobilen Apps eröffnen sich Möglichkeiten für die Erstellung standortbasierter Heatmaps durch lokale Regierungen und Gesundheitsbehörden, um die frühzeitige Identifizierung infizierter Personen, einschließlich asymptomatischer Personen, zu ermöglichen. Durch sofortige Isolierung und Behandlung Bei diesen Personen kann die Ausbreitung des Virus erheblich reduziert werden, sodass verhindert wird, dass es eine größere Bevölkerung erreicht.“
Mehr Informationen:
Imen Boumar et al., Spike- und Nukleokapsid-basierter Goldkolloid-Assay zur Entwicklung eines Klebeverbandes für den schnellen Nachweis und das Screening der SARS-CoV-2-Immunantwort, Mikrosysteme und Nanotechnik (2023). DOI: 10.1038/s41378-023-00554-8