Ученые физического факультета Оксфордского университета разработали чрезвычайно быстрый диагностический тест, который обнаруживает и идентифицирует вирусы менее чем за пять минут.
«В тесте используется сверточная нейронная сеть для классификации микроскопических изображений отдельных неповрежденных частиц различных вирусов» Фото: Оксфордский университет
Метод, опубликованный на сервере препринтов MedRxiv, позволяет с высокой точностью отличить SARS-CoV-2, вирус, вызывающий COVID-19, от отрицательных клинических образцов, а также от других распространенных респираторных патогенов, таких как грипп. и сезонные человеческие коронавирусы.
Работая непосредственно с мазками из зева у пациентов с COVID-19, без необходимости выделения генома, очистки или амплификации вирусов, этот метод начинается с быстрого мечения вирусных частиц в образце с помощью коротких флуоресцентных цепей ДНК. Затем используется микроскоп для получения изображений образца, каждое из которых содержит сотни флуоресцентно меченых вирусов.
Программное обеспечение для машинного обучения быстро и автоматически определяет вирус, присутствующий в образце. Этот подход основан на том факте, что разные типы вирусов имеют различия в их флуоресцентной маркировке из-за различий в химическом составе их поверхности, размере и форме.
Ученые работали с клиническими сотрудниками в больнице Джона Рэдклиффа в Оксфорде, чтобы подтвердить анализ образцов пациентов с COVID-19, которые были подтверждены обычными методами ОТ-ПЦР.
В отличие от других технологий, которые обнаруживают отсроченный ответ антител или требуют дорогостоящей, утомительной и трудоемкой подготовки проб, наш метод быстро обнаруживает интактные вирусные частицы; это означает, что анализ является простым, чрезвычайно быстрым и экономичным ».
Профессор Ахиллес Капанидис, факультет физики Оксфордского университета
Наш тест намного быстрее, чем другие существующие диагностические технологии; вирусная диагностика менее чем за 5 минут может сделать массовое тестирование реальностью, обеспечивая упреждающие средства для контроля вирусных вспышек »
Николас Шиалис, студент DPhil Оксфордского университета
Доктор Николь Робб, формально член Королевского общества в Оксфордском университете, а ныне работающая в медицинской школе Уорика, говорит: «Серьезную озабоченность в предстоящие зимние месяцы вызывают непредсказуемые последствия совместной циркуляции SARS-CoV-2 с другие сезонные респираторные вирусы; мы показали, что наш анализ может надежно различать разные вирусы в клинических образцах, что дает решающее преимущество на следующей фазе пандемии »
.
Исследователи стремятся разработать интегрированное устройство, которое в конечном итоге будет использоваться для тестирования на таких объектах, как предприятия, музыкальные заведения, аэропорты и т. Д., Для создания и защиты мест, свободных от COVID-19.
В настоящее время они работают с Оксфордским университетом по инновациям (OUI) и двумя внешними консультантами по бизнесу / финансам над созданием дочернего предприятия и ищут инвестиции для ускорения перевода теста в полностью интегрированное устройство, которое будет развернуто как реальное- платформа диагностики времени, способная обнаруживать несколько вирусных угроз.
Они надеются зарегистрировать компанию к концу года, начать разработку продукта в начале 2021 года и получить одобренное устройство в течение 6 месяцев после этого времени.
Источник:
Ссылка на журнал:
Shiaelis, N., et al (2020) Обнаружение и идентификация вирусов за считанные минуты с помощью одного -изображение частиц и глубокое обучение. medRxiv . doi.org/10.1101/2020.10.13.20212035.