Testy na covid-19 jsou czech made
PRAHA Vědci z Regionálního centra pokročilých technologií a materiálů Přírodovědecké fakulty Univerzity Palackého v Olomouci vytvořili miniaturní částice s magnetickým jádrem a tenkou křemennou slupkou na povrchu pro izolaci virové ribonukleové kyseliny. Dodali je výzkumníkům z Ústavu organické chemie a biochemie, kteří díky nim vyvinuli novou technologii a vytvořili testovací sady neboli kity.
Ty zásadně pomohly v době vrcholící koronavirové pandemie. „Protože se masivně testovalo po celém světě, nebylo v České republice k dispozici dostatečné množství kitů. Snažili jsme se je proto nahradit z dostupných zdrojů,“vysvětlil LN biochemik Pavel Šácha z Ústavu organické chemie a biochemie (ÚOCHB).
Nyní míří české testovací sady do širší praxe. „Materiál jsme již dodali dvěma komerčním společnostem, které odebraly nanočástice pro řádově desítky tisíc testů,“potvrdil LN chemik Radek Zbořil z Regionálního centra pokročilých technologií a materiálů (RCPTM).
Kvalitu českých kitů prověřili odborníci ve Státním zdravotním ústavu, pražských nemocnicích v Motole nebo Na Bulovce, v brněnském CEITEC, pražském BIOCEV nebo olomouckém Ústavu molekulární a translační medicíny. Státní zdravotní ústav potvrdil, že jsou zcela srovnatelné s produkty od předních světových dodavatelů Roche a ThermoFisher Scientific.
Jak to funguje
Při přípravě magnetických kuliček olomoučtí vědci využili know-how v oblasti syntézy magnetických nanočástic pro biomedicínské aplikace, zejména pro cílený transport léčiv a zobrazování pomocí magnetické rezonance. V těchto aplikacích používali podobné nanomateriály. „Ušetřili jsme tak spoustu času a vyvinuli nový syntetický protokol v řádu několika dnů,“řekl LN Zbořil.
Syntéza nanočástic je několikastupňová a trvá několik hodin. Spočívá v řízené tvorbě a krystalizaci magnetických jader v roztoku. „Během přípravy se na povrchu magnetických nanočástic vytváří tenká vrstva oxidu křemičitého, která brání růstu větších částic a současně umožňuje účinné navázání molekul virové RNA (ribonukleové kyseliny – pozn. red.) v rámci diagnostiky covid-19,“popsal Zbořil.
Následuje příprava testovací sady, která obsahuje několik roztoků a také důležité magnetické kuličky. „Roztoky se skládají z běžně dostupných chemikálií a jejich složení je vyladěno tak, aby kit izoloval srovnatelné množství RNA o dostatečné čistotě jako komerční sady,“uvedl Šácha.
V prvním roztoku je balíček viru otevřen a virová RNA je zároveň ochráněna před agresivním prostředím dalších součástí výtěru. Po přidání kuliček se tato ribonukleová kyselina vysráží pomocí dalšího roztoku na skleněném povrchu. Potom vědci magnetické kuličky promývají dalšími roztoky, aby je dokonale očistili.
„Namíchat roztoky a rozdělit je do lahví není nijak náročné, je to jako když vaříte podle receptu. Nejvíce času nám trvalo ladění složení roztoků, aby kit dosáhl podobné účinnosti jako komerční kity velkých firem,“vysvětlil Šácha.
Následně výzkumníci smyjí virovou RNA z povrchu kuliček do připraveného roztoku. Když se RNA rozpustí, je v následujícím kroku pomocí laboratorního testu přepsána do DNA (deoxyribonukleové kyseliny obsahující genetickou informaci). Když je detekována genetická informace viru, člověk má covid-19 (a pozná se i jak moc se u něj virus množí), když není detekována, není virem infikován.
Jsou tak malé, že jejich krásu je možné ocenit jen na mnohonásobně zvětšeném modelu, jejich užitečnost ale ocení všichni, kteří se rozhodnou zjistit, zda náhodou neonemocněli covid-19. Řeč je o speciálních nanočásticích v podobě magnetických kuliček.
Akademická sféra se semkla Do boje s onemocněním covid-19 se zapojily prakticky všechny české vysoké školy a také vědci z Akademie věd ve svých domovských ústavech. Jedním z nich je právě ÚOCHB. Rozjela se tak dosud nebývalá akademická spolupráce vědců z různých oborů a výzkumných pracovišť.
Jako jedna z prvních vysokých škol se angažovalo České vysoké učení technické, které pro sebe, vybrané instituce i široké okolí svého sídla na Praze 6 začalo už od první poloviny března urychleně vyrábět velké množství dezinfekce. Jinde zase vyráběli speciální ochranné pomůcky pro zdravotníky, například vytištěné na 3D tiskárnách. Důležitá je pro postup proti koronaviru i výpočetní kapacita, kterou poskytla například výzkumná infrastruktura LINDAT/CLARIAH-CZ působící v rámci Univerzity Karlovy.