I ricercatori hanno creato ciò che dicono essere un «one-stop shop» per diagnosticare le infezioni: un test in grado di determinare la storia virale completa di un individuo semplicemente scansionando una singola goccia di sangue.
Il test, conosciuto come VirScan, è stato sviluppato da Stephen Elledge e colleghi del Howard Hughes Medical Institute (HHMI).
«Abbiamo messo a punto una metodologia di screening che ci permette di guardare indietro nel tempo nei sieri di sangue delle persone e vedere quali virus hanno incontrato», spiega Elledge. «Invece di testare un singolo virus alla volta, che richiede molto lavoro, possiamo testare tutti questi elementi contemporaneamente: è uno sportello unico».
Il team illustra il funzionamento di VirScan in un nuovo studio pubblicato su una rivista scientifica, rivelando anche come il test sia stato eseguito su campioni di sangue di oltre 500 partecipanti infetti da vari virus.
Elledge e colleghi hanno sintetizzato oltre 93.000 brevi sezioni di DNA per creare il test, ognuna delle quali codifica diversi pezzi di proteine virali, noti come peptidi.
Successivamente, il team ha introdotto queste sezioni di DNA in batteriofagi: virus che infettano le cellule batteriche. Ogni batteriofago è stato modellato con un peptide, visibile sulla sua superficie.
Insieme, i batteriofagi mostrano tutte le sequenze proteiche presenti negli oltre 1.000 ceppi di virus umani attualmente noti.
Spiegando come VirScan identifica i virus nei campioni di sangue, i ricercatori osservano che gli anticorpi antivirali presenti nel sangue riconoscono caratteristiche uniche, note come epitopi, che si trovano nei peptidi sulla superficie di ciascun batteriofago. Quando i batteriofagi vengono mescolati con un campione di sangue, gli anticorpi nel sangue si legano a questi epitopi.
I ricercatori raccolgono quindi questi anticorpi e rimuovono tutto, tranne i batteriofagi a cui sono attaccati.
Conducendo il sequenziamento del DNA su questi batteriofagi, il team è in grado di identificare i peptidi a cui gli anticorpi si sono aggrappati, rivelando quali virus il sistema immunitario di un individuo ha già incontrato, sia tramite infezione che vaccinazione.
Elledge stima che occorrano circa 2-3 giorni affinché VirScan analizzi 100 campioni di sangue, sebbene questo tempo di elaborazione possa essere ridotto man mano che il test viene ulteriormente sviluppato. Il costo per analizzare un campione di sangue è di circa $ 25.
Il Test Ha Mostrato Alta Sensibilità e Specificità
I ricercatori hanno testato VirScan su campioni di sangue di 569 persone provenienti da Stati Uniti, Sud Africa, Tailandia e Perù, tutti noti per essere stati infettati da alcuni virus, tra cui il virus dell’immunodeficienza umana (HIV) e l’epatite C.
Nel complesso, VirScan ha analizzato circa 100 milioni di possibili interazioni tra anticorpi ed epitopi dai campioni di sangue, producendo risultati molto accurati, secondo il team. Elledge afferma:
«Abbiamo registrato un intervallo di sensibilità del 95-100% per [HIV ed epatite C], e la specificità era buona – non abbiamo identificato falsamente persone negative, il che ci ha dato la sicurezza di poter rilevare altri virus. Quando li abbiamo visti, sapevamo che erano reali.»
Il team ha scoperto che ogni individuo incluso nello studio aveva in media 10 virus diversi, con le persone in Sud Africa, Perù e Tailandia che presentavano anticorpi contro più virus rispetto a quelle negli Stati Uniti.
Inoltre, hanno osservato che gli adulti avevano anticorpi contro più virus rispetto ai bambini, e gli individui con HIV possedevano anticorpi contro un numero maggiore di virus rispetto a quelli senza HIV.
Forse la scoperta più sorprendente è stata che le risposte anticorpali contro determinati virus erano simili in tutti gli individui; gli anticorpi di persone diverse riconoscevano esattamente gli stessi amminoacidi presenti nei peptidi di virus specifici.
I ricercatori sono fiduciosi che VirScan potrebbe rappresentare un’alternativa efficace ai metodi di test virali esistenti, che analizzano i virus uno per uno.
Poiché il test può determinare la storia virale di un individuo, il team ritiene che offra il potenziale per scoprire fattori di salute che potrebbero essere stati trascurati. Questo approccio consente anche di valutare e confrontare le infezioni virali in popolazioni numerose e potrebbe avere implicazioni significative per la progettazione dei vaccini.
Lo studio, sostengono i ricercatori, ha contribuito a migliorare l’accuratezza di VirScan, e sperano che continuerà a migliorare con ulteriori ricerche.
L’approccio utilizzato per sviluppare VirScan potrebbe essere applicato anche per identificare altri anticorpi, come quelli coinvolti nelle malattie autoimmuni, in cui il sistema immunitario attacca i tessuti sani del corpo.
Nuove Scoperte e Prospettive Future
Recenti studi nel 2024 hanno continuato a confermare l’efficacia di VirScan, con risultati promettenti in ambito epidemiologico. Le ricerche indicano che il test potrebbe non solo identificare la storia delle infezioni virali, ma anche contribuire a una migliore comprensione della risposta immunitaria globale della popolazione.
In particolare, un’analisi condotta su un campione diversificato di persone ha rivelato che la diversità degli anticorpi e la loro risposta a diversi virus potrebbero fornire spunti preziosi per la creazione di vaccini più efficaci e personalizzati. Inoltre, il monitoraggio delle infezioni virali attraverso VirScan potrebbe rappresentare uno strumento cruciale per il controllo delle epidemie, permettendo interventi tempestivi e mirati.
Con l’aumento delle infezioni virali emergenti e riemergenti a livello globale, l’importanza di avere strumenti diagnostici rapidi e affidabili come VirScan non può essere sottovalutata. La ricerca continua a esplorare questa tecnologia innovativa, e le prospettive future sembrano promettenti, con potenziali applicazioni che vanno oltre la semplice diagnosi, verso una comprensione più profonda delle interazioni virus-ospite e delle risposte immunitarie.
