U svijetu gdje nas sezona prehlade, gripe i COVID-19 redovito stavlja pred izazove, inovativni pristupi detekciji virusa postaju ne samo potrebni, već i hitni. Zamislite proces testiranja koji ne zahtijeva dugotrajno čekanje, već pruža odgovore u tren oka. Upravo to je vizija koju donosi nova studija objavljena u ACS Central Science, gdje istraživači opisuju revolucionarni test na COVID-19 nadahnut prirodnim fenomenom - bioluminiscencijom.

Svijet prirode je prepun čuda, a jedno od njih je sposobnost nekih životinja da proizvode svjetlo. Od krijesnica do riba svjetiljki, ova fascinantna pojava nije samo vizualno privlačna, već sadrži i ključ za medicinske inovacije. U srcu ove priče je luciferin, supstrat koji u kombinaciji s enzimom luciferazom proizvodi svjetlo. Ali, znanstvenici Ryo Nishihara, Ryoji Kurita i njihov tim otišli su korak dalje. Oni su se usredotočili na posebnu klasu luciferina, poznatiju kao spojevi tipa imidazopirazinona (IPT), koji imaju sposobnost svijetliti prilikom interakcije s određenim proteinima.

Ova studija nije samo teorijski eksperiment, već praktična aplikacija koja cilja na SARS-CoV-2, virus odgovoran za COVID-19. Spike protein ovog virusa, ključan za njegovo prijanjanje i napad na stanice, postaje meta ove inovativne metode. Uz upotrebu IPT luciferina, istraživači su razvili metodologiju koja omogućava brzo otkrivanje prisutnosti virusa. Ovaj pristup ne samo da obećava brže rezultate testiranja, već otvara i nove mogućnosti u praćenju i borbi protiv pandemije.

Nadalje, tim istraživača se usredotočio na testiranje 36 različitih IPT luciferina kako bi utvrdili njihovu reaktivnost s proteinom SARS-CoV-2. Fascinantno, samo jedna molekula, ona koja dolazi od malih rakova iz roda Cypridina, pokazala je sposobnost emitiranja svjetlosti. Istraživanje se potom proširilo na testiranje luciferina s kompletnom strukturom spike proteina, gdje su se proteini prirodno nalazili u grupama od po tri jedinice. Zabilježeno je da je svjetlost bila detektirana unutar 10 minuta, što predstavlja značajan napredak u brzini detekcije.

Međutim, bilo je potrebno koristiti specijalizirani uređaj za očitavanje luminiscencije, jer svjetlo nije bilo vidljivo golim okom. Dodatni eksperimenti su pokazali da je ovaj pristup bio iznimno selektivan: IPT luciferin nije reagirao s ostalim proteinima prisutnim u slini, potvrđujući njegovu specifičnost za detekciju SARS-CoV-2. Ovaj fenomen, nazvan "kemiluminiscencija koja katalizira biomolekule (BCL)", predstavlja novi smjer u dijagnostici.

Još jedan značajan nalaz bio je da luciferin može detektirati količinu šiljastog proteina u slini s istom preciznošću kao i metode koje se trenutno koriste u razvoju cjepiva. Ključna prednost ovog sustava je brzina: luciferin je davao rezultate unutar minute, što je znatno brže od postojećih testova koji se koriste na mjestima liječenja.

Ovaj pristup temeljen na BCL-u otvara mogućnost za razvoj jednostavnog testa "pomiješaj i pročitaj", gdje se IPT luciferin jednostavno dodaje u netretiranu slinu osobe za koju se sumnja da ima COVID-19. Istraživači ističu da bi se ovaj koncept mogao prilagoditi i za detekciju drugih virusa sličnih SARS-CoV-2, kao što su gripa, MERS-CoV i drugi koronavirusi.

Autori studije izražavaju zahvalnost Japanskoj agenciji za znanost i tehnologiju, Japanskom društvu za promicanje znanosti i Organizaciji za razvoj nove energije i industrijske tehnologije za njihovu podršku i financiranje.

Izvor: American Chemical Society