Olcsó HIV teszt – arannyal

A szegény országokban élők fertőzéseit vagy rákjait gyakran nem kezdik el időben kezelni, mert azok a diagnosztikus tesztek, amelyekkel ezek kimutathatók, túlságosan drágák. Most az Imperial College London egyik kutatócsoportja azt találta ki, hogy erre a problémára az arany lehet a megoldás.

Az egyik elterjedt diagnosztikus teszt az ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay). Ennek során egy kis edény felületét olyan antitestekkel vonják be, amelyek egy célmolekulához kötődnek. A célmolekula egy kórokozó vagy a ráksejtek által termelt fehérje, amely jelen van a vérszérumban. A vérszérum hozzáadása, majd eltávolítása után egy másik antitestet adnak hozzá az edényke tartalmához, amely szintén a –már az első antitesthez kötődött – célmolekulához kötődik, s egy olyan enzimhez van hozzákapcsolva, amely egy kémiai anyag hatására megváltoztathatja a színét. A színváltozás mértékét egy készülékkel határozzák meg, s ebből következtetni lehet az adott kórokozó vagy a ráksejtek jelenlétére a szervezetben és koncentrációjukra is. Sajnos, ezek a készülékek nagyon költségesek.

Molly M. Stevens és Roberto de la Rica bizonyos esetekben fölöslegessé tették a készülékeket, egy „plazmonikus ELISA”-t megtervezve – egy olyan tesztet, amelynek eredményét puszta szemmel le lehet olvasni. Mi több, ez a teszt mutatja ki a legérzékenyebben jelenleg a HIV-et az összes létező eljárás közül. Az eljárást a Nature Nanotechnology október 28-i online számában ismertették.

Az új teszt a hidrogénperoxidnak azt a tulajdonságát használja fel, hogy reagál az oldott aranyionokkal, kicsapja ezeket az oldatból és fém nanorészecskék keletkeznek belőlük. Mint Stevens elmondta, azt, hogy milyen jellegű nanorészecskék jönnek létre, az határozza meg, hogy milyen gyorsan megy végbe a fenti reakció. Ha kevesebb hidrogénperoxid van jelen, lassabban alakulnak ki a nanorészecskék, és szabálytalan alakúak lesznek, míg ha sok hidrogénperoxid van az oldatban, gyorsan jönnek létre a nanorészecskék, és gömb formájuk lesz.

Ami döntően fontos, az az, hogy milyen módon lépnek interakcióba plazmon nevű felszíni elektronfelhőjük révén a nanorészecskék a fénnyel: a szabálytalan részecskék a fény hatására kék színűvé, a gömb alakúak pedig vörös színűvé változtatják a közeget. És ezek a színek nagyon intenzívek – a középkorban az aranyrészecskékeket használták fel üvegfestésre.

A plazmonikus ELISA-ban is kétféle antitestet használnak fel, melyek közül a másodikhoz egy kataláz nevű enzim kötődik, amely lebontja a hidrogénperoxidot. Mindkét fajta antitestet összehozzák a vérszérummal egy edénykében, majd kiöblítik az kis edényt, és hidrogénperoxidot, majd pedig aranyionokat adnak a tartalmához.

Ha a célmolekula jelen van, akkor a második antitest (is) hozzákapcsolódik, s ezzel lehetővé válik,hogy a kataláz lebontsa a hidrogénperoxidot. Ennek folytán az arany nanorészecskék lassan alakulnak ki és szabálytalanok lesznek, s ez viszont az edényke kékké színeződését okozza, ami jól látható. Ha a célfehérje hiányzik a vérszérumból, a második antitestnek nincs mihez kötődnie és öblítéskor kimosódik az edényből a hozzá kapcsolt katalázzal együtt. A kataláz hiányában nem csökken a hidrogénperoxid mennyisége, s ezért gyors reakció alakul ki az aranyionokkal, aminek eredményeként gömb alakú arany nanorészecskék keletkeznek, s ettől az edényke tartalma vörös lesz.

A teszt csak a fehérje jelenlétét mutatja ki, mennyiségét nem, de ez a legtöbb esetben elegendő a diagnózis felállításához.

A fehérjéből csak egészen kis mennyiségre van szükség a színváltozás előidézéséhez. A kutatócsoport a tesztet a HIV és a prosztatarák kimutatására használta (a HIV-1 kapszid antigén p24-et, illetve a PSA-t mutatták ki), és ha a fehérjéből csak néhány attogrammnyi (10^-18 gramm) volt 1 ml vérszérumban, már akkor is kimutatható volt. A teszttel már akkor is felfedezhető volt a HIV, amikor a DNS alapú PCR (polimeráz láncreakció) még negatív eredményt adott, ami azért mulatságos,mert a HIV kimutatásának „arany standardjaként” a PCR tesztet tartják számon.

Forrás: New Scientist