새로운 재택 COVID 테스트는 단 1시간 만에 특정 변이체를 감지할 수 있습니다

매사추세츠 공과대학(MIT), 하버드 대학, 보스턴 지역 병원의 과학자들이 개발한 가정용 코로나바이러스 테스트는 사용자가 COVID에 감염되었는지 여부와 어떤 유형에 감염되었는지를 한 시간 이내에 사용자에게 알릴 수 있습니다.

현재 이용 가능한 대부분의 재택 검사는 신속한 항원 검사이며, 이는 정식 의료 검진 센터에서 이용할 수 있는 PCR 검사만큼 신뢰할 수 없습니다. 특정 유형의 새로운 코로나바이러스에 대한 테스트는 유전자 검사에 대한 전 세계적인 접근의 부족으로 인해 전 세계의 새로운 변이체를 추적하고 대응하는 데 지연이 발생하기 때문에 접근성이 떨어집니다.

MIT 뉴스 데스크에 따르면 이 새로운 장치 연구의 주저자이자 하버드 대학교 Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering의 박사후 연구원인 헬레나 드 푸이그(Helena de Puig)는 말했습니다.

최소한의 도구를 갖춘 새로운 SHERLOCK(miSHERLOCK) 장치는 타액 샘플을 사용하여 바이러스 및 특정 변종을 테스트하고 3D 프린터로 조립할 수 있고 일반적으로 사용할 수 있는 사용하기 쉽고 저렴한 테스트를 제공하여 이러한 문제를 해결하는 것을 목표로 합니다. 구성 요소를 약 $15에 구입할 수 있습니다(기계가 대량 생산되는 경우 가격이 $2 또는 $3로 떨어질 수 있음).

miSHERLOCK은 연구 논문의 저자이자 Harvard에서 영감을 받은 Wyss Institute for Bioengineering의 수석 교수진인 Jim Collins가 개발한 SHERLOCK(High Sensitivity Enzyme Reporter Opening)이라는 CRISPR 기반 기술을 사용합니다.

Sherlock의 기술은 CRISPR “분자 가위”를 사용하여 특정 부위의 RNA 또는 DNA를 잘라 타액 샘플에서 바이러스 RNA를 찾습니다. 이 기술은 또한 단일 가닥 DNA 프로브를 절단하여 형광 신호를 생성합니다.

MIT News Office에 따르면 팀은 RNA와 같은 핵산을 파괴하는 타액 뉴클레아제라는 효소를 비활성화하는 전처리 단계를 포함해야 했습니다. 시료가 장치에 들어간 후 장치는 열과 두 가지 화학 시약을 사용하여 뉴클레아제를 비활성화합니다. 그런 다음 바이러스 RNA는 표면에 RNA를 가두는 막을 통해 타액을 통과시켜 추출되고 농축됩니다.

배터리 구동식 테스트 장치는 가열된 샘플 준비 챔버와 가열되지 않은 반응 챔버의 두 챔버로 구성됩니다.

테스트 장치를 사용하는 것은 쉬운 3단계 프로세스입니다. 먼저 사용자는 샘플 준비 챔버에 침을 뱉고 불을 켜고 타액이 필터를 통과할 때까지 3~6분 동안 기다립니다. 그런 다음 사용자는 필터를 제거하고 반응 챔버로 가져가 필터를 챔버에 넣는 피스톤을 누르고 물 탱크를 천공하여 셜록 반응을 활성화합니다.

1시간 이내에 사용자는 반응실의 창을 통해 형광 신호를 볼 수 있는지 확인한 다음 함께 제공되는 스마트폰 앱을 사용하여 픽셀을 분석하여 명확한 양성 또는 음성 진단을 제공할 수 있는지 확인합니다.

Wyss Institute의 임상 펠로우이자 Massachusetts General Hospital의 위장병학 교육자인 Xiao Tan은 MIT News Desk에 “우리의 목표는 완전히 독립적이며 다른 장비가 필요하지 않은 진단을 만드는 것이었습니다. “기본적으로 환자가 이 장치에 침을 뱉고 플런저를 누르면 1시간 후에 답이 나옵니다.”

이 장치는 모듈식이며 각각 다른 표적 RNA 서열을 검색하는 최대 4개의 모듈을 수용할 수 있습니다. 원래 모듈에는 신종 코로나바이러스의 모든 변종을 감지하는 RNA 가이드 가닥이 포함되어 있는 반면, 다른 모듈에는 특정 변이체를 검색하기 위한 가이드 가닥이 포함될 수 있습니다.

공동 저자인 MIT Media Lab과 Collins Lab의 연구 조교인 Devora Najjar는 새로운 변종에 대한 모듈이 약 2주 안에 생성될 수 있으며, 이는 새로운 변종에 대한 테스트를 신속하게 개발할 수 있게 할 것이라고 설명했습니다.

Wyss Institute에 따르면 이 장치는 27명의 COVID-19 환자와 21명의 건강한 환자의 타액 샘플에서 테스트되었으며 96%의 시간 동안 양성 코로나바이러스 환자와 95%의 시간에서 음성 환자를 식별했습니다.

이 장치는 또한 SARS-CoV-19의 알파, 베타 및 감마 변종을 식별하기 위한 성능 테스트를 받았으며(연구 시작 시 델타 변이는 널리 사용되지 않았습니다) 이 장치는 변이를 효과적으로 식별할 수 있었습니다.

“miSHERLOCK 프로젝트가 시작되었을 때 SARS-CoV-2에 대한 변종 감시가 거의 없었습니다. 우리는 COVID-19가 지역 및 글로벌 커뮤니티에 미치는 장기적인 영향을 평가할 때 변종 추적이 매우 중요하다는 것을 알고 있었기 때문에 우리는 스스로를 밀어붙였습니다. Collins는 Wyss Institute의 보도 자료에서 팀이 “상업적으로 사용할 수 있도록 산업 파트너와 협력하게 된 것을 기쁘게 생각합니다.”라고 강조하면서 분산되고 유연하며 사용하기 쉬운 진단 플랫폼을 만들었습니다.