Nieuwe snelle ‘glow-in-the-dark’ test voor infectieziekten

Onderzoekers van de TU/e, Fontys Hogescholen en Rijnstate Ziekenhuis hebben een nieuwe op bioluminescentie gebaseerde sensor ontwikkeld. Hiermee kunnen minieme hoeveelheden viraal of bacterieel DNA/RNA in monsters van patiënten worden opgespoord, schrijft de TU/e in een nieuwsbericht.

PCR-tests – de zeer gevoelige gouden standaard voor het opsporen van het COVID-19 virus – vereisen dure apparatuur, deskundige technici en speciale laboratoriumfaciliteiten, wat leidt tot testtijden van enkele uren of zelfs een dag. Onderzoekers van de Technische Universiteit Eindhoven, het Rijnstate Ziekenhuis en Fontys Hogescholen hebben een nieuwe test ontwikkeld op basis van een ‘glow-in-the-dark’ benadering. Hiermee kan DNA/RNA van virussen en bacteriën rechtstreeks worden gedetecteerd met dezelfde gevoeligheid als een PCR-test, en dat alles in slechts dertig minuten.

InnoSIGN wil overlevingskansen van kankerpatiënten vergroten met behulp van PCR-testen

Nog maar acht maanden geleden ontstond het Eindhovense InnoSIGN doordat een aantal biologen, data-analisten en softwareontwikkelaars van Philips op eigen voet verder gingen.

Nadelen van een PCR-test

“PCR-testen zijn zeer nauwkeurig en waren van onschatbare waarde tijdens de pandemie”, zegt Maarten Merkx, van het Institute for Complex Molecular Systems (ICMS), faculteit Biomedical Engineering, en hoofd van het Merkx Lab aan de TU/e. “Maar het kan enkele uren, en vaak een dag, duren om de uitslag van een PCR-test te krijgen.”

Een deel van de tijdsvertraging bij PCR-testen, die controleren op de aanwezigheid van viraal DNA of RNA in een patiëntenmonster, is de noodzaak van een thermisch cyclisch proces.

“Via PCR geteste monsters kunnen minuscule hoeveelheden viraal DNA/RNA bevatten. Om dit detecteerbaar te maken, wordt het monster onderworpen aan cycli van verhitting en afkoeling. Dit leidt tot de juiste omstandigheden voor DNA/RNA replicatie”, zegt Harm van der Veer, die promovendus is in het Merkx Lab aan de TU/e. “Maar er is dure apparatuur voor nodig, waardoor het niet geschikt is voor gebruik door huisartsen of andere lokale gezondheidsinstellingen, laat staan als thuistest.”

OpenAI heeft GPT-4 uitgebracht – dit is wat je daarover moet weten

Het Artificial Intelligence (AI) onderzoekslab OpenAI heeft begin deze week GPT-4 vrijgegeven, de nieuwste versie van zijn baanbrekende AI-systeem.

Enter LUNAS

Om deze nadelen aan te pakken hebben Van der Veer, Merkx en collega’s van de TU/e, Rijnstate Ziekenhuis en Fontys een nieuwe sensor ontwikkeld die bij de huisarts gebruikt kan worden, snelle resultaten geeft en een vergelijkbare gevoeligheid en specificiteit heeft als de PCR-test.

En net als de PCR-test heeft hun test een pakkende afkorting. Hij heet LUNAS. Van der Veer: “LUNAS staat voor luminescent nucleic acid sensor, wat betekent dat we een bioluminescente sensor hebben gemaakt om de nucleïnezuren (de moleculen waaruit DNA of RNA bestaat) te detecteren die in virussen en bacteriën voorkomen.”

Het Merkx Lab heeft veel ervaring met bioluminescente sensoren. “Veel organismen zoals vuurvliegjes gebruiken bioluminescentie om licht te produceren. In onze sensoren combineren we eiwitten die een bepaald biomolecuul binden (zoals een antilichaam of DNA of RNA) met zogenaamde luciferase-enzymen, die licht uitzenden bij detectie van het doelbiomolecuul in een monster”, zegt Merkx. 

Bovendien hebben bioluminescente sensoren geen externe excitatie nodig en kan de ‘glow-in-the-dark’-respons worden gedetecteerd met een gewone digitale camera die je in een smartphone vindt.

Lees het hele nieuwsbericht van de TU/e hier.