Biosenzory jako nástroj veřejného zdraví

Výzkum, který byl nedávno zveřejněn v prestižním vědeckém časopise Journal of Travel Medicine, se podařilo realizovat díky spolupráci s Biologickým centrem AV ČR, Přírodovědeckou fakultou Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích, tchajwanskou Academia Sinica, ELI ERIC a Dopravním podnikem hl. m. Prahy.

Studie potvrdila potenciál biosenzorů jako nástroje pro detekci virů ve veřejném prostředí. Konkrétně se zaměřila na detekci viru ve stovkách různorodých složitých vzorků, které byly připraveny ze stěrů z povrchů ve veřejné dopravě. Výzkum navazuje na předchozí práci týmu publikovanou v ACS Applied Materials and Interfaces, která přinesla návrh nového biosenzorového konceptu a prokázala jeho účinnost při detekci viru SARS-CoV-2 v klinických vzorcích pacientů s COVID-19. Nyní tým rozšířil svou metodu na významně různorodější vzorky stěrů z povrchů exponovaných míst ve veřejném prostoru.

Hana Lísalová, vedoucí výzkumného týmu, uvedla: „Jsme nadšeni výsledky našeho výzkumu a věříme, že naše objevy mohou mít významný dopad na oblast veřejného zdraví. Biosenzory se ukazují jako slibný nástroj pro monitorování přítomnosti virů a infekčních rizik ve veřejném prostoru, což umožňuje rychlé a efektivní nastavení adekvátních opatření pro snížení možnosti šíření nákazy.“

„Velmi si cením odvahy Hany Lísalové a jejího týmu proniknout do oblasti veřejného zdraví a pustit se do práce na výzkumu možností šíření viru SARS-CoV-2 i v tak turbulentní a nejisté době, jakou byla pandemie COVID-19. Veškerá logistika sběru vzorků se podařila díky spolupráci celého interdisciplinárního týmu Sekce optiky včetně zapojení našich studentů,“ řekl Alexandr Dejneka, vedoucí Sekce optiky Fyzikálního ústavu AV ČR.

Odběry vzorků v pražském metru. Foto: Fyzikální ústav AV ČR

Biosenzor lze použít pro širokou škálu virů

Biosenzorový systém je vysoce adaptabilní a lze jej použít k detekci široké škály virů. Výsledku by nemohlo být dosaženo bez spolupráce s Biologickým centrem AV ČR a Jihočeskou univerzitou v Českých Budějovicích.

„V rámci testování vzorků odebraných v MHD bylo několik pozitivních na záchyt viru SARS-CoV-2. Následně nás zajímalo, zda se jedná o infekční virus, či již inaktivované virové částice. Infektivitu viru jsme ověřovali kultivačními pokusy v naší BSL3 laboratoři. Laboratoř s touto klasifikací musí splňovat velmi přísná kritéria na biologickou bezpečnost, díky tomu v ní lze studovat i tyto vysoce rizikové patogeny,“ řekl Václav Hönig z Biologického centra AV ČR.

„Náš výzkumný tým se zajímá o vývoj univerzálních biosenzorů, které jsou schopny detekovat širokou škálu patogenů, proto jsme se rádi zapojili do spolupráce s Dr. Lísalovou a jejím výzkumným týmem využívajícím tento unikátně řešený biosenzor. Pandemie COVID-19 umožnila sběr velkého množství vzorků, které sloužily nejen k ověření citlivosti a specifity biosenzorů, ale umožnily také analyzovat význam tolik diskutovaného přenosu infekce přes povrchy v běžném životě. Biosenzor dr. Lísalové potvrdil svou univerzálnost, a věříme, že má potenciál být využit i pro detekci jiných patogenů a přispět tak k ochraně zdraví lidí po celém světě,“ shrnuje Ján Štěrba z Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích.

Revoluce v monitorování virů ve veřejných prostorách

Studie se zaměřila i na srovnání výsledků detekce SARS-CoV-2 pomocí biosenzoru a standardní metody PCR. Výsledky prokázaly, že kombinace dvou citlivých a spolehlivých metod založených na různých detekčních principech může mnohem přesněji monitorovat rizika šíření virů ve veřejném prostoru než použití pouze jedné metody. Výsledky studie mají potenciál způsobit revoluci ve způsobu, jakým monitorujeme a detekujeme viry ve veřejných prostorách a demonstrují potenciál biosenzorů jako doplňkového screeningového nástroje při monitorování a prognóze epidemie. Mohly by připravit cestu k dalším průlomům v oblasti veřejného zdraví.

Výzkum týmu z Fyzikálního ústavu AV ČR nejen přináší průlomové poznatky v oblasti biosenzorů, ale také podtrhuje důležitost spolupráce mezi vědeckými institucemi a univerzitami. Publikovaná práce je důkazem, že tato spolupráce umožňuje překonávat hranice jednotlivých disciplín.