זיהוי ביולוגי מהיר של נגיף הקורונה חשוב כדי לסייע למרפאות ובתי חולים באבחון וטיפול בנשאי הנגיף (בעלי תסמינים או חסרי תסמינים) תוך פרק זמן קצר ככל הניתן. 

הזיהוי הנפוץ ביותר של נגיף הקורונה (SARS-CoV-2) מבוסס על לקיחת דגימת רוק ו/או נוזל אף מנבדק, טיהור ה-RNA הגנומי ושימוש ב- RT-PCR. הבעיה היא שעותקי הגנום הנגיפי בדוגמאות אלה נמצאים בריכוזים נמוכים מאוד (טווח של אטו-מולרים – פמטו-מולרים, ז"א 10-15 – 10-18 מולר). לפיכך, מצריכה הבדיקה הנ"ל הגברה של החומר הגנטי של הנגיף לריכוזים המניבים אות בר זיהוי. תהליך זה הינו איטי למדי (נמשך מספר שעות) ודורש עבודה מרובה.

בניגוד לכך, שיטה שתאפשר לזהות ולספור חלקיקים נגיפיים בודדים, בדרגת ודאות גבוהה וללא צורך בהגברה, תהיה מהירה ופשוטה יותר. לשם כך אנו מפתחים כעת גירסה חדשה של מכשיר מוכר - flow cytometer - אותו אנו מכנים flow virometer. המכשיר החדש מאפשר זיהוי חלקיקים המדמים את נגיף הקורונה, בהתבסס על זיהוי בו-זמני של שתי חתימות ספציפיות: גודל (נפח) החלקיק הנגיפי (סימון כתום בתמונת התוצאות) ואינטראקציה ספציפית עם חלבון ממעטפת הנגיף (סימון כחול בתמונת התוצאות). 

ל- flow virometer תעלה בעלת שטח חתך קטן (100 x 100 μm2). כאשר החלקיק הנגיפי הגדול חולף דרך מוקד קרן לייזר (חלקיק בעל גודל בלתי זניח ביחס למימדי מוקד קרן הלייזר), הוא משפיע על כמות הצבענים האדומים שבתמיסה (אות תלוי גודל חלקיק). ככל שהחלקיק החולף דרך מוקד הקרן גדול יותר, כך הוא בא על חשבון כמות גדולה יותר של צבענים, והאות הפלואורוסצנטי יורד בהתאמה. שינוי זה מאפשר לכמת את גודל החלקיק.  במקביל נמדד אות פלואורוסצנטי נוסף, הנובע מקישורו הספציפי של נוגדן המסומן פלואורסצנטית לחלבון ה- spike המצוי על פני מעטפת הנגיף. (גם הצבען וגם הנוגדן הפלואורסצנטי נמצאים בתמיסה אליה מוסיפים את הדוגמה הנבדקת). זיהוי בו-זמני של שני האותות הנמדדים באורכי גל שונים נספר כזיהוי של חלקיק ויראלי אחד (בתמונת התוצאות רואים זיהוי של מספר חלקיקים דמויי-וירוס בדוגמה). משך הבדיקה הינו דקות ספורות. 

בקרוב נוסיף אמצעי זיהוי שלישי, המבוסס על אינטראקציה עם חלבון ה envelope.

בהמשך תהליך הפיתוח נבחן את יעילותו של ה- flow virometer על מערכות נגיפיות בטוחות יותר מ SARS-CoV-2, שהונדסו לבטא את חלבוני המעטפת של נגיף הקורונה. שלב זה יתבצע בשיתוף פעולה עם ד"ר אלכס רובינסקי, ד"ר ראובן וינר, פרופ' משה קוטלר ופרופ' דנה וולף מהקמפוס הרפואי הדסה עין כרם.

על מנת להביא את הרעיון לקליניקה יפתחו שותפינו במעבדתו של ד"ר ת'ורבן קורדס באוניברסיטת לודוויג מקסימיליאן במינכן, גרמניה (LMU)  גירסת "עשה-זאת-בעצמך" של flow virometer פשוט וזול, שניתן להרכיב ולהשתמש בה במעבדה וירולוגית או בקליניקה. 

ברצוני להודות לצוות מעבדת לרנר (ד"ר יאיר רזווג וגב' פז דרורי) על העבודה המאומצת בשיא תקופת סגר הקורונה. כמו כן, ברצוני להודות לד"ר ת'ורבן קורדס, מ LMU על המשך שיתוף הפעולה ארוך הטווח, שכעת הוטה לכיוון פיתוח פתרונות למשבר הנוכחי. תודה לד"ר נתנאל צארום ולד"ר אריאל ורמן (ממעבדתו של פרופ' בלקין) על השיחות המפרות. אנו מודים ומוקירים את קרן מילנר שתומכת במחקר זה.

This research was supported by the ISRAEL SCIENCE FOUNDATION (grant No. 3565/20) within the KillCorona – Curbing Coronavirus Research Program