Η υψηλή ζήτηση για εκατομμύρια test COVID-19 ημερησίως σε συνδυασμό με την προβληματική αλυσίδα εφοδιασμού έχει αφήσει πολλές χώρες να αντιμετωπίζουν ελλείψεις στη διάγνωση του Covid-19. Σε ένα πρόσφατο σχόλιο στο Nature , ο John Nkengasong, Διευθυντής των Κέντρων Ελέγχου και Πρόληψης Νοσημάτων της Αφρικής, δήλωσε, «η κατάρρευση της παγκόσμιας συνεργασίας έχει απομακρύνει την Αφρική από την αγορά διαγνωστικών … Οι χώρες έχουν χρήματα αλλά δεν μπορούν να αγοράσουν.”
Οι επιστήμονες σε όλο τον κόσμο αναπτύσσουν επομένως νέα Tests που είναι γρηγορότερα, φθηνότερα, προσαρμοσμένα στις ανάγκες των τοπικών συστημάτων υγείας και εύκολα στην κατασκευή, προκειμένου να ξεπεραστεί αυτή η πρόκληση.
Για να επιτρέψουν στους επιστήμονες να έχουν πρόσβαση στα ερευνητικά εργαλεία που χρειάζονται για τη δουλειά τους, ερευνητές από το Open Bioeconomy Lab στο Πανεπιστήμιο του Cambridge, το Lab de Tecnología Libre στο iBio / PUC Chile και το FreeGenes Project στο Stanford University συνεργάστηκαν με την εταιρεία συνθετικής βιολογίας Ginkgo Bioworks για το σχεδιασμό μιας εργαλειοθήκης ανοιχτού κώδικα που επιτρέπει στους ερευνητές να παράγουν 16 από τα πιο χρήσιμα ένζυμα για μια σειρά διαγνωστικών τεχνικών που χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση του SARS-CoV-2, του ιού που προκαλεί το COVID-19.
«Ο σχεδιασμός των συλλογών ήταν μια μεγάλη προσπάθεια συνεργασίας μεταξύ ερευνητών με διαφορετική εμπειρογνωμοσύνη και διαφορετικές τοπικές ανάγκες για την καταπολέμηση της πανδημίας», δήλωσε η Δρ Chiara Gandini από το Τμήμα Χημικών Μηχανικών και Βιοτεχνολογίας του Cambridge. “Το σχεδιάσαμε έχοντας υπόψη τους άλλους βιολόγους, καθιστώντας όσο το δυνατόν πιο εύκολο για αυτούς να αναδιαμορφώσουν το κιτ εργαλείων για τις απαιτήσεις τους.”
Το «Molecular Diagnostic Toolkit» περιλαμβάνει έτοιμο προς χρήση DNA για την παραγωγή ενζύμων, συμπεριλαμβανομένων των DNA polymerases και reverse transcriptases – τα ένζυμα που χρησιμοποιούνται στα τυπικά tests RT-qPCR. Αυτά τα ένζυμα είναι επίσης χρήσιμα για δοκιμές όπως το LAMP, το οποίο είναι ταχύτερο και απλούστερο από το RT-qPCR και υιοθετείται γρήγορα από περισσότερα εργαστήρια. Το DNA ελέγχου περιλαμβάνεται επίσης στην εργαλειοθήκη για την επικύρωση ότι οι δοκιμές θα ανιχνεύσουν συγκεκριμένα SARS-CoV-2 αλλά όχι στενά σχετικούς ιούς.
Το Molecular Diagnostic Toolkit χρησιμοποιεί τυπικές εργαστηριακές τεχνικές για την παραγωγή και τον καθαρισμό των ενζύμων, αλλά πολλοί ερευνητές στο Global South εργάζονται υπό δύσκολους περιορισμούς πόρων και μπορεί να χρειαστεί να προσαρμόσουν το έργο τους στην τοπική διαθεσιμότητα υλικών. Μπορούν επομένως να κάνουν χρήση του «E.coli Protein Expression Toolkit»: μια συλλογή από πάνω από 100 μέρη DNA που μπορούν να συναρμολογηθούν σε χιλιάδες συνδυασμούς για να προσαρμόσουν ολόκληρη τη διαδικασία παραγωγής. Για παράδειγμα, οι ενότητες περιλαμβάνονται για τη δέσμευση ενζύμων σε κυτταρίνη για την ανάπτυξη δοκιμών με βάση το χαρτί ή για την ενεργοποίηση της παραγωγής ενζύμων σε κύτταρα χρησιμοποιώντας φως από LED αντί για ακριβές χημικές ουσίες.
Η εργαλειοθήκη έχει προπαραγγελθεί από περισσότερα από 34 εργαστήρια από 16 χώρες, όπως η Βραζιλία, η Χιλή, το Περού, η Κολομβία, η Κόστα Ρίκα, το Μεξικό, το Καμερούν, η Αιθιοπία, η Ινδία και το Βιετνάμ.
«Η πρόσβαση σε αυτήν την παλέτα μοριακών εργαλείων είναι ζωτικής σημασίας για την περιοχή μας να καταπολεμήσει βραχυπρόθεσμα τις ελλείψεις εφοδιασμού αντιδραστηρίων και να αξιοποιήσει μακροπρόθεσμα την τεχνολογική αυτονομία στη διάγνωση και την παρακολούθηση των ιών», δήλωσε η Tamara Matute από το Pontificia Universidad Católica. de Chile και iBio, που συμμετείχαν στο σχεδιασμό της συλλογής. Ο συνάδελφος του Matute, Isaac Núñez, πρόσθεσε ότι μηχανισμοί όπως η ανοιχτή διαδικτυακή κοινότητα, το Reclone Network , είναι επίσης απαραίτητοι για την ενίσχυση της χρησιμότητας της συλλογής μέσω υποστήριξης από ομοτίμους, συμπεριλαμβανομένης της προώθησης «μιας συνεργατικής κοινότητας, πρωτοκόλλων που προέρχονται από πλήθος και ανοιχτών κοινόχρηστων πόρων».
Ενώ η αρχική εστίαση της εργαλειοθήκης είναι να υποστηρίξει την έρευνα και την ανάπτυξη, το ίδιο DNA θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή διαγνωστικών κιτ με τις σωστές διαδικασίες και τις κανονιστικές εγκρίσεις. Δεδομένου ότι είναι ανοιχτού κώδικα, κάθε εταιρεία ή ίδρυμα μπορεί να παράγει και να εμπορεύεται ένζυμα από το κιτ εργαλείων. Για παράδειγμα, τα ένζυμα LAMP θα κατασκευαστούν στο Ethiopian Biotechnology Institute σε συνεργασία με το Πανεπιστήμιο του Cambridge με την υποστήριξη του Cambridge-Africa Alborada Fund.
Ο Δρ Brook Esseye της Πρωτοβουλίας EBTi LAMP δήλωσε, «αυτή η πρωτοβουλία θα ενισχύσει την τοπική ικανότητα βιοπαραγωγής και θα ενισχύσει τις συνεργασίες μεταξύ ερευνητών σε διάφορες χώρες, ώστε να μπορούμε να συνεργαστούμε για την καταπολέμηση αυτής της παγκόσμιας πανδημίας».
Κοιτώντας πέρα από το COVID-19, η τοπική ικανότητα βιοπαραγωγής θα μπορούσε να στηρίξει άλλες εξελίξεις στην έρευνα, την εκπαίδευση και την καινοτομία στη βιοτεχνολογία.
«Μια ανθεκτική τοπική αλυσίδα εφοδιασμού για διαγνωστικά είναι ζωτικής σημασίας για τη μελλοντική ασφάλεια της υγείας και την ετοιμότητα για πανδημία», δήλωσε η Δρ Jenny Molloy, Shuttleworth Fellow στο Τμήμα Χημικών Μηχανικών και Βιοτεχνολογίας του Cambridge. «Τα ίδια ένζυμα που χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση του COVID-19 μπορούν επίσης να ανιχνεύσουν την ελονοσία, τον τύφο και πολλές άλλες ασθένειες. Μπορούν να εφαρμοστούν με πολλούς άλλους τρόπους για να έχουν θετικό κοινωνικό και οικονομικό αντίκτυπο, συμπεριλαμβανομένης της έρευνας για την αναπαραγωγή καλύτερων καλλιεργειών, τη μέτρηση της επίδρασης των πρωτοβουλιών διατήρησης στη βιοποικιλότητα και την παρακολούθηση της αντοχής στα αντιβιοτικά. Αυτή η ευελιξία είναι γιατί είναι τόσο σημαντικό ώστε τα βασικά εργαλεία για τη βιοτεχνολογία να είναι προσβάσιμα, να χρησιμοποιούνται και να είναι χρήσιμα για όλους τους ερευνητές σε όλο τον κόσμο. “
Η εργαλειοθήκη έχει διατεθεί ελεύθερα στο πλαίσιο του Open Material Transfer Agreement (OpenMTA ), το οποίο παρέχει ρητή άδεια στους παραλήπτες να διανέμουν σε άλλα εργαστήρια και να χρησιμοποιούν την εργαλειοθήκη για εμπορικούς σκοπούς και μπορούν να παραγγελθούν μέσω Διαδικτύου μέσω του προγράμματος Free Genes του Πανεπιστημίου του Στάνφορντ.
Οι ερευνητές και οι χρήστες της εργαλειοθήκης καλούνται να μοιραστούν πρωτόκολλα, πόρους και συμβουλές μέσω του Reclone Forum.
Πηγή άρθρου: https://www.cam.ac.uk/research
Μπράβο! Πολύ ωραία κίνηση!