TAGS: la nuova tecnologia mira a migliorare l’assistenza sanitaria diagnostica

Grazie a una nuova tecnica che sfrutta il colore, la temperatura e un’elaborazione dei dati relativamente semplice, gli scienziati della Roche hanno trovato il modo di triplicare il numero di bersagli (ad esempio virus o batteri) che possono essere rilevati in un campione di paziente con un singolo test diagnostico.

L’innovazione si chiama TAGS, abbreviazione di Temperature-Activated Generation of Signal, e ha il potenziale per aiutare il modo in cui gli operatori sanitari diagnosticano e, in ultima analisi, curano le infezioni che presentano sintomi simili al COVID-19 e all’influenza, riducendo al contempo i costi e gli sprechi ambientali. Con questi tipi di malattie, isolare la causa può essere fondamentale per fornire un trattamento appropriato.

Nel 2016, Igor Kozlov insieme ai suoi colleghi Alison Tsan, Randy Saiki e Amar Gupta della Roche Diagnostics Research & Development si sono prefissati di raddoppiare il numero di risultati che potevano essere derivati ​​da una singola PCR, ovveroreazione a catena della polimerasi,test. La tecnologia PCR è stata utilizzata per circa 30 anni nei laboratori sanitari per aiutare i medici a diagnosticare le malattie, ma i ricercatori hanno avuto difficoltà a capire come ampliarla per rilevare più target per test senza riprogettare gli strumenti diagnostici PCR.

Inizialmente, Kozlov pensava che raddoppiare questo cosiddetto multiplexing, ovvero identificare simultaneamente più target in un singolo test, non fosse facile: “Le menti più brillanti del settore stavano lavorando sulla PCR e pensavo che non fosse possibile trovare un nuovo modo per aumentare il multiplexing senza apportare modifiche sostanziali agli strumenti di laboratorio esistenti o progettarne di completamente nuovi”.

Gli scienziati della Roche hanno fatto brainstorming e scartato molte delle idee iniziali, prima di scoprire che non solo potevano raddoppiare il numero di risultati in un singolo test, ma addirittura triplicarlo.

Come funziona

In genere, un singolo test PCR misura fino a cinque target (quattro tipi di virus, ad esempio, e un controllo) su un analizzatore ad alta produttività tramite rilevamento ottico, con ogni target identificato da un diverso colore fluorescente. La tecnologia TAGS consente di misurare non uno, ma fino a tre target nello stesso colore, visibili a tre diverse temperature, per un totale di fino a 15 target.

Alla temperatura più bassa, puoi vedere e registrare i segnali di un target per colore. Alla temperatura media, puoi vedere due target per colore e identifichi il secondo target sottraendo i valori registrati in precedenza per il primo target. Alla temperatura più alta, puoi vedere tutti e tre i target per colore e identifichi il terzo sottraendo i valori già ottenuti per gli altri due.

La tecnica TAGS utilizza due serie di coloranti termoattivati ​​reversibili (oltre ai coloranti utilizzati regolarmente), i cui colori non sono visibili a temperature più basse, ma appaiono a temperature più alte.

“La PCR è un processo ciclico, in cui si passa da bassa temperatura a temperatura elevata forse 50 volte, e a ogni ciclo si esegue una misurazione. E a ogni ciclo, quando si torna alla temperatura più bassa, i coloranti tornano al loro stato non colorato”, ha detto Kozlov. “L’attivazione reversibile dei coloranti è uno dei prerequisiti chiave affinché questa tecnologia funzioni”.

I vantaggi

TAGS utilizza la piastra PCR standard sugli strumenti ad alta produttività esistenti. Ottieni più informazioni per test, il che può significare risultati più rapidi per i pazienti e costi inferiori per gli operatori sanitari. E senza bisogno di reagenti e parti di consumo aggiuntivi, c’è meno spreco per la discarica.

Dopo la pandemia, la diagnosi accurata e rapida di virus respiratori e altre malattie è la priorità per molti che hanno sintomi sovrapposti. Con un elenco crescente di nuovi farmaci per curare le malattie, una diagnosi rapida e accurata è più preziosa che mai.

L’implementazione di successo della tecnologia TAGS ha richiesto un lavoro distinto, grandi contributi e la collaborazione di molti colleghi dei reparti Ricerca e Sviluppo, Sviluppo Clinico e Affari Medici, Commerciale, Legale, Qualità e Operazioni di Roche Diagnostics.

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