Egy új, hordozható teszt 15 perc alatt kimutatja a fertőzéseket egyetlen csepp vérből

Az Arizonai Állami Egyetem kutatói egy áttörést jelentő diagnosztikai eszközt fejlesztettek ki, amely átalakíthatja a COVID-19, az ebola, az AIDS vagy a Lyme-kórhoz hasonló betegségek gyors és megbízható kimutatását. A teszt mindössze egyetlen csepp vért igényel, néhány dollárba kerül, és mindössze 15 perc alatt eredményt ad.

Egy új tanulmányban a kutatók kimutatták, hogy a teszt nagy pontossággal képes kimutatni a COVID-19-et okozó vírust, egyértelműen megkülönböztetve azt más fertőzésektől. A kutatás az ACS Nano folyóiratban jelent meg.

Az új diagnosztikai eszköz, a NasRED (Nanoparticle-Supported Rapid Electronic Detection), egyszerű és hordozható ahhoz, hogy szinte bárhol használható legyen – a távoli vidéki klinikáktól a forgalmas városi kórházakig. Az eszköz laboratóriumi minőségű pontosságot biztosít drága berendezések nélkül, és nem igényel speciális képzést, így potenciálisan áttörést hozhat a közegészségügyben.

„Rendelkezünk egy gyors antigénteszt sebességével és egyszerűségével, amelynek érzékenysége még a laboratóriumi tesztekénél is jobb” – mondja Chao Wang, az új tanulmány vezető szerzője. „Ezt nagyon nehéz elérni.”

A fertőző betegségek az emberiség egyik leghalálosabb fenyegetését jelentik, világszerte hatalmas szenvedést és gazdasági károkat okozva. A fertőző betegségek összesen több mint 10 millió halálesetet okoznak világszerte évente, és az alacsony jövedelmű országokban a vezető halálokok közé tartoznak.

A BMJ Quality & Safety című folyóiratban megjelent tanulmány szerint évente közel 800.000 amerikai hal meg vagy válik tartósan rokkanttá diagnosztikai hibák miatt. Ezek közül az esetek közül sokat olyan fertőzések vagy érrendszeri események okoznak, amelyek korai felismerés esetén kezelhetők lettek volna.

Sok alacsony és közepes jövedelmű országban korlátozott vagy nem létezik megbízható diagnosztikai tesztekhez való hozzáférés. A drága berendezések, a képzett személyzet hiánya és a hosszú átfutási idők mind hozzájárulnak a késői vagy elmulasztott diagnózisokhoz – amelyek gyakran halálos következményekkel járnak.

Egy gyors, megfizethető és hordozható teszt, mint például a NasRED, lehetővé tenné az egészségügyi dolgozók számára világszerte, hogy korán felismerjék a fertőzéseket, és reagáljanak, mielőtt a járványok kicsúsznának az irányítás alól.

Az új teszt középpontjában apró arany nanorészecskék állnak, amelyeket úgy terveztek, hogy rendkívül kis mennyiségű, betegségekkel kapcsolatos fehérjét is kimutathassanak. A kutatók ezeket a nanorészecskéket speciális molekulákkal vonják be, amelyeket specifikus betegségek kimutatására terveztek.

Egyes nanorészecskék antitesteket hordoznak, apró molekulákat, amelyek mágnesként működnek. Az antitestek a vírusok vagy baktériumok által kibocsátott fehérjékhez tapadnak, amikor azok megfertőzik a szervezetet. Más nanorészecskék antigéneket hordoznak, azaz közvetlenül a vírusokból vagy baktériumokból származó fehérjetöredékeket. Ezek természetes módon vonzzák a szervezet által termelt antitesteket a fertőzések leküzdésére.

Bevonás után ezeket a nanorészecskéket egy apró testnedvmintával, például egy csepp vérrel, nyállal vagy orrváladékkal egyesítik. Betegség esetén a legtöbb nanorészecske a cső aljára süllyed, egészséges mintában a részecskék szuszpendálva maradnak.

A NasRED készülék egy kis LED-fénysugarat bocsát át a cső tetején lévő folyadékon. A csapat egy egyedi elektronikus detektort épített, amely érzékeli, hogy mennyi fény jut át a csövön. Több fény azt jelenti, hogy a nanorészecskék lesüllyedtek az aljára, így a felső folyadék tisztább maradt, ami azt jelenti, hogy a betegség jelen van.

A NasRED drámaian felülmúlja a meglévő diagnosztikai szabványokat. Az új tanulmány kimutatta, hogy a NasRED nagyjából 3000-szer érzékenyebb, mint az ELISA, 16-szor kevesebb mintamennyiséget igényel, és körülbelül 30-szor gyorsabban szolgáltat eredményt.

„Az új technológiánál az érzékenységet attomoláris tartományra csökkentettük” – mondja Wang. Ez olyan, mintha egyetlen csepp tintát detektálnánk 20 olimpiai úszómedencében.

„A szenzorunk egyik erőssége a nagyfokú modularitás” – mondja Wang. „A nanorészecskéket úgy terveztük, hogy könnyen cserélhessünk különböző fehérjéket, lehetővé téve, hogy ugyanazt a platformot számos különböző betegséghez adaptáljuk. Ezt a megközelítést már bemutattuk a Shiga-toxint termelő E. coli baktériummal, valamint tumor biomarkerekkel, az Alzheimer-kórral kapcsolatos fehérjékkel, a Lyme-kórral és az afrikai sertéspestissel végzett kutatásainkban.”

A technológia fejlődésével alkalmazási köre túlmutathat a fertőző betegségeken. A daganatos megbetegedések korai felismerése, a krónikus betegségek valós idejű monitorozása és a közegészségügyi veszélyek jobb felügyelete mind elérhető közelségbe kerül.

Yeji Choi et al, Nanoparticle-Supported, Rapid, and Electronic Detection of SARS-CoV-2 Antibodies and Antigens at the Subfemtomolar Level, ACS Nano (2025). DOI: 10.1021/acsnano.5c12083