علماء يطورون اختبارا يمكنه كشف كورونا حتى بعد تعرضه للطفرات

كتب – سيد متولي

طور فريق من العلماء بقيادة جامعة نانيانج التكنولوجية بسنغافورة (NTU Singapore) اختبارًا تشخيصيًا يمكنه اكتشاف الفيروس المسبب لـ كوفيد-19 حتى بعد تعرضه للطفرات.

يسمى اختبار VaNGuard (Variant Nucleotide Guard) ، وهو يستخدم أداة تحرير الجينات المعروفة باسم CRISPR ، والتي تُستخدم على نطاق واسع في البحث العلمي لتغيير تسلسل الحمض النووي وتعديل وظيفة الجين في الخلايا البشرية في ظل ظروف المختبر، ومؤخراً، في تطبيقات التشخيص، وفقا لموقع medicalxpress.

نظرًا لأن الفيروسات لديها القدرة على التطور بمرور الوقت، فإن الاختبار التشخيصي القوي ضد الطفرات المحتملة يعد أداة حاسمة لتتبع الجائحة ومكافحتها.

على مدار مساره حتى الآن، ظهرت آلاف المتغيرات من فيروس SARS-CoV-2 ، وهو الفيروس المسبب لـ COVID-19 ، بما في ذلك بعض الأنواع التي انتشرت على نطاق واسع في المملكة المتحدة وجنوب إفريقيا والبرازيل.

ومع ذلك، فإن اختلافات التسلسل الجيني في السلالات الجديدة قد تعيق قدرة بعض الاختبارات التشخيصية على اكتشاف الفيروس، كما قال الأستاذ المساعد في جامعة NTU تان مينج هاو، الذي قاد الدراسة.

بالإضافة إلى قدرته على اكتشاف SARS-CoV-2 حتى عندما يتحور، يمكن استخدام اختبار VaNGuard على عينات المرضى الخام في بيئة سريرية دون الحاجة إلى تنقية الحمض النووي الريبي، وينتج النتائج في 30 دقيقة هذا هو ثلث الوقت المطلوب لاختبار تفاعل البوليميراز المتسلسل المعياري الذهبي (PCR) ، والذي يتطلب تنقية الحمض النووي الريبي في معمل.

ويأمل فريق العلماء بقيادة NTU أن يتم نشر اختبار VaNGuard في الأماكن التي يكون فيها تأكيد حالة COVID-19 للأفراد أمرًا بالغ الأهمية.

وقال البروفيسور المساعد تان، وهو من كلية NTU للهندسة الكيميائية والطبية الحيوية: "الفيروسات ذكية جدًا، يمكنها تغيير أو تعديل أو خلط موادها الجينية، مما يعني أن الاختبارات التشخيصية قد تفشل في التقاطها، ومن ثم، بذلنا جهدًا كبيرًا تطوير اختبار قوي وحساس يمكنه التقاط الفيروسات حتى عند تغيير تسلسلها الجيني، بالإضافة إلى ذلك، يعد الاختبار المتكرر ضروريًا للمساعدة في كسر انتقال الفيروسات بين السكان، لذلك قمنا بتطوير اختباراتنا لتكون سريعة وميسورة التكلفة، مما يمكن نشرها في ظروف فقيرة الموارد".

ونُشرت النتائج في المجلة العلمية Nature Communications في 19 مارســ وللمضي قدمًا، يخططون لإجراء مزيد من التجارب لتحسين مجموعة أدوات التشخيص الخاصة بهم، والحصول على الموافقة التنظيمية من السلطات المختصة، وتسويق اختباراتهم بالشراكة مع شركات التشخيص.

كيف يكتشف الفيروس

يعتمد اختبار VaNGuard على مزيج تفاعل يحتوي على enAsCas12a ، وهو نوع من إنزيم Cas12a يعمل كزوج من "المقص الجزيئي".

تمت برمجة إنزيم enAsCas12a لاستهداف أجزاء معينة من المادة الوراثية SARS-CoV-2 وقصها من بقية جينومها الفيروسي، قطع الأجزاء بنجاح هو كيف "يكتشف" الإنزيم وجود الفيروس، تتم البرمجة بواسطة جزيئين مختلفين يعرفان باسم الدليل RNAs ، والتي صممت للتعرف على مواقع محددة على SARS-CoV-2.

قرر العلماء استخدام اثنين من الحمض النووي الريبي الإرشادي يتعرفان على التسلسلات المتشابهة للغاية بين متغيرات SARS-CoV-2 والتي تعتبر فريدة أيضًا بالنسبة للفيروس، يُتوقع حسابياً أن يتعرف كل دليل من الحمض النووي الريبي (RNA) على أكثر من 99.5 بالمائة من آلاف متغيرات SARS-CoV-2 التي تم ظهورها حتى الآن حول العالم.

حتى الآن، يمكن لاختبار التشخيص المصنوع في NTU التعرف على ما يصل إلى طفرتين داخل المواقع المستهدفة على جينوم SARS-CoV-2،.

جعل اختبار VaNGuard سهل الاستخدام

لتسهيل استخدام الاختبار بمجرد الموافقة على طرحه، قام العلماء بدمج الاختبار في شريط ورقي معالج بشكل خاص يشبه اختبار الحمل.

يتم غمس الشريط الورقي في أنبوب يحتوي على عينة البلعوم الخام ومزيج التفاعل، في حالة وجود فيروس SARS-CoV-2 أو متغيره، سيظهر شريطان قويان على الشريط الورقي، في حالة عدم وجود الفيروس، سيظهر واحد فقط.

تحقق العلماء من قدرة اختبار VaNGuard على اكتشاف متغيرات SARS-CoV-2 من خلال توليف عينة من الحمض النووي الريبي التي لها نفس التسلسل المتحور مثل متغير SARS-CoV-2 المعروف، أضافوا كميات مختلفة من العينة المركبة إلى اختبارهم ولاحظوا شريطين قويين عندما تم غمس الشريط الورقي في كل مزيج تفاعل، يشير هذا إلى أن اختبار VaNGuard قوي ضد الطفرات الفيروسية، كما طور العلماء تطبيقًا للهاتف المحمول لتسهيل تفسير الشرائط الورقية.