Vývoj nanosenzorických fotonických systémov na rýchlu detekciu vírusov využitím metód riadenej evolúcie proteínových platforiem: prípad SARS-CoV-2

Súčasná pandémia koronovírusu vo svete poukázala na naliehavú potrebu rýchlej a ekonomicky efektívnej detekcie vírusov. Univerzita P. J. Šafárika v Košiciach v spolupráci so spoločnosťami SAFTRA Photonics s.r.o. a AUSYS s.r.o, navrhuje vyvinúť metodiku na rýchlu, selektívnu a vysoko citlivú detekciu vírusov SARS-CoV-2, ktoré budú zachytené špecificky na povrch fotonických nanoštruktúrnych čipov. V rámci projektu bude povrch čipu funkcionalizovaný nanovrstvou molekúl špecifických proteínov vyvinutých metódou riadenej evolúcie vybraných proteínových platforiem. Tvorba nanovrstiev proteínov na detekčnom čipe bude prebiehať pomocou kontrolovanej špecifickej chemickej konjugácie, čim dosiahneme optimálnu efektivitu viazania a reprodukovateľnosť detekčných vlastností. Po nanesení vzorky inaktivovaného vírusu na funkcionalizovaný čip bude prítomnosť vírusu detegovaná na základe zosilneného ramanovského spektra povrchovými plazmónmi. Na detekciu signálu z funkcionalizovaných čipov bude vyvinutý detekčný systém bioRAMASCOPE. bioRAMASCOPE bude spĺňať špecifické požiadavky týkajúce sa požadovaných detekčných limitov a spoľahlivosti prevádzky vyžadovaných pre detekciu vírusu SARS-CoV-2. V paralelnej línií budeme pomocou moderných selekčných metód proteínového inžinierstva vyvíjať artificiálne proteíny ako nové biologické entity s novou väzobnou funkciou, ktorá sa špecializuje na špecifické viazanie inaktivovaných vírusov. Na základe kombinácie viazania rôznych epitopov plánujeme, že táto molekulová platforma dosiahne vysokú citlivosť a špecificitu voči rôznym typom vírusov, vrátane SARS-CoV-2. Tento projekt, ktorý bude realizovaný v Košiciach, povedie k vedeckým publikáciám, “proof of concept” a patentu, konkrétne: i) „proof of concept“ metodiky selektívnej, rýchlej, lacnej a in situ vykonateľnej detekcie SARS-CoV-2 s okamžitým zaslaním výsledku do príslušnej databázy, ii) funkčný laboratórny prototyp detekčného systému rôznych typov vírusov, vrátane vírusu SARS-CoV-2.