Il test HIV in cinque minuti distingue l'infezione attiva dalle vaccinazioni / Five-Minute HIV Test Differentiates Active Infection from Vaccinations

 Il test HIV in cinque minuti distingue l'infezione attiva dalle vaccinazioni / Five-Minute HIV Test Differentiates Active Infection from Vaccinations 

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

I ricercatori hanno sviluppato un test rapido e accessibile che potrebbe ridurre significativamente il numero di falsi positivi associati ai test sierologici standard per l'HIV. In uno studio pubblicato su Science Advances, il test ha mostrato un'accuratezza pari o superiore a qualsiasi altro approccio esistente nel distinguere gli individui con un'infezione da HIV attiva da quelli che presentano anticorpi contro l'HIV grazie alla vaccinazione. 

Sebbene non esistano ancora vaccini approvati per l'HIV, lo sviluppo è in corso, con diversi candidati vaccini attualmente in fase di valutazione in studi clinici. I vaccini preventivi sono spesso progettati per indurre il sistema immunitario a produrre anticorpi contro gli antigeni dell'HIV, tra cui le proteine ​​del core e le glicoproteine ​​che formano l'involucro virale. Tuttavia, questi anticorpi sono in genere il bersaglio dei test diagnostici standard per l'HIV, creando una sovrapposizione che può portare a risultati positivi al test in individui vaccinati pur non essendo attivamente infetti da HIV. Questo fenomeno è noto come sieropositività indotta dal vaccino (VISP).

"Lo sviluppo di uno strumento diagnostico point-of-care rapido, conveniente ed affidabile, in grado di distinguere le risposte immunitarie dall'infezione da HIV attiva, è essenziale per supportare una più ampia diffusione dei vaccini contro l'HIV e per superare i limiti delle tecnologie esistenti", ha affermato Dipanjan Pan, PhD, professore di nanomedicina, ingegneria nucleare e scienza e ingegneria dei materiali presso la Pennsylvania State University. "Per affrontare le sfide dei test di laboratorio poste da questo problema, abbiamo sviluppato un test che rileva simultaneamente marcatori proteici e di acidi nucleici all'interno di un unico dispositivo". 

Il test sviluppato da Pan e colleghi combina la tecnologia di rilevamento elettrochimico con algoritmi di apprendimento automatico per fornire risultati entro cinque minuti. Utilizzando un dispositivo stampato in 3D delle dimensioni di uno smartphone, un campione di sangue prelevato con una lancetta viene filtrato attraverso quattro canali diversi. Ciò consente di rilevare simultaneamente la proteina p24 dell'HIV, gli anticorpi contro p24, l'RNA virale delle particelle di HIV ed una molecola di RNA di controllo. 

"Questa è l'innovazione chiave per superare il limite critico della diagnostica convenzionale basata sugli anticorpi", ha spiegato Pan. "Integrando il rilevamento dell'RNA dell'HIV-1, la piattaforma di test fornisce un indicatore definitivo della replicazione virale attiva, assente nei casi di VISP".  

Questo prototipo di dispositivo è stato testato su 104 campioni clinici, inclusi pazienti HIV-negativi vaccinati e non vaccinati, nonché pazienti HIV-positivi vaccinati e non vaccinati. Grazie all'ausilio di algoritmi di intelligenza artificiale, il test ha fornito risultati quantitativi in ​​cinque minuti, mostrando una sensibilità del 95% ed una specificità del 98% nel distinguere l'infezione attiva dai casi VISP. Inoltre, il test può stimare se un paziente sta presentando un'infezione in fase iniziale od avanzata in base alla quantità di antigeni proteici ed anticorpi rilevati nel campione. 

"La nostra piattaforma di test all-in-one rappresenta un progresso sostanziale nella diagnosi dell'HIV, consentendo un rilevamento accurato dell'infezione da HIV attiva e riducendo al minimo i falsi positivi dovuti al VISP", ha affermato Pan. "Il progetto scalabile ed il costo relativamente basso del dispositivo lo rendono una soluzione interessante per un'adozione diffusa sia in ambienti con risorse ricche che limitate".  

Con l'approvazione e l'inizio dell'uso dei vaccini contro l'HIV, i casi VISP potrebbero rappresentare una sfida significativa, potenzialmente alterando i dati di incidenza e complicando l'individuazione accurata delle epidemie di HIV. In questo contesto, l'uso di test sierologici standard potrebbe portare a diagnosi errate, causando disagio psicologico ai pazienti e difficoltà sociali, rendendo i risultati degli studi clinici difficili da interpretare, creando barriere per le donazioni di sangue ed organi e causando potenziali complicazioni con l'assicurazione, il servizio militare, l'occupazione, i viaggi, l'immigrazione o la gravidanza. 

"Nonostante i continui progressi nella prevenzione e nel trattamento, l'HIV rimane un problema sanitario globale significativo", ha affermato Pan. "Sviluppare vaccini sicuri ed efficaci è fondamentale per ridurre i tassi di trasmissione dell'HIV ed, in definitiva, gestire l'epidemia". 

ENGLISH

Researchers have developed a fast, accessible test that could significantly reduce the number of false positives associated with standard serological HIV tests. In a study published in Science Advances, the test showed accuracy on par or better than any other existing approaches when distinguishing individuals with an active HIV infection from those who carry antibodies against HIV due to vaccination. 

While there is yet no approved vaccines for HIV, development is underway, with multiple vaccine candidates currently under evaluation in clinical trials. Preventive vaccines are often designed to make the immune system produce antibodies against HIV antigens, including core proteins and glycoproteins that form the viral envelope. However, these antibodies are typically the target of standard HIV diagnostic tests, creating an overlap that can result in vaccinated individuals testing positive despite not being actively infected with HIV. This phenomenon is known as vaccine-induced seropositivity (VISP).

“The development of a rapid, affordable and reliable point-of-care diagnostic tool capable of distinguishing immune-induced responses from active HIV infection is essential to support the broader deployment of HIV vaccines and to address the limitations of existing technologies,” said Dipanjan Pan, PhD, professor in nanomedicine, nuclear engineering, and materials science and engineering at Pennsylvania State University. “To address the laboratory testing challenges posed by this problem, we developed a test that simultaneously detects protein and nucleic acid markers within a single device.” 

The test developed by Pan and colleagues combines electrochemical sensing technology with machine learning algorithms to provide test results within five minutes. Using a 3D printed device the size of a smartphone, a blood sample taken with a lancet is filtered through four different channels. This allows it to simultaneously detect the p24 HIV protein, antibodies against p24, viral RNA from HIV particles, and a control RNA molecule. 

“That’s the key innovation in overcoming the critical limitation of conventional antibody-based diagnostics,” Pan explained. “By incorporating HIV-1 RNA detection, the testing platform provides a definitive indicator of active viral replication, which is absent in VISP cases.”  

This prototype device was tested in 104 clinical samples, including vaccinated and unvaccinated HIV-negative patients as well as vaccinated and unvaccinated HIV-positive patients. With the help of AI algorithms, the test delivered quantitative results within five minutes, showing 95% sensitivity and 98% specificity in distinguishing active infection from VISP cases. In addition, the test can estimate whether a patient is experiencing an early- or late-stage infection based on the amount of protein antigens and antibodies detected in the sample. 

“Our proposed all-in-one testing platform represents a substantial advancement in HIV diagnostics, enabling accurate detection of active HIV infection while minimizing false positives due to VISP,” said Pan. “The scalable design and relatively low cost of the device make it an appealing solution for widespread adoption in both resource-rich and resource-limited environments.”  

As HIV vaccines receive approval and start being used, VISP cases could become a significant challenge, potentially skewing incidence data and complicating the accurate detection of HIV outbreaks. In this setting, the use of standard serological tests could lead to misdiagnoses, causing patients psychological distress and societal challenges, making clinical trial results difficult to interpret, creating barriers for blood and organ donations, and resulting in potential complications with insurance, military service, employment, travel, immigration, or pregnancy. 

“Despite continuous advancements in prevention and treatment, HIV remains a significant global health issue,” said Pan. “Developing safe and effective vaccines is crucial for reducing HIV transmission rates and ultimately managing the epidemic.” 

Da:

https://www.insideprecisionmedicine.com/topics/molecular-dx/five-minute-hiv-test-differentiates-active-infection-from-vaccinations/?_hsenc=p2ANqtz-8DR4ZSPzZPS-tJ5Ng8aCHKKXbiaqAXv_MLkZ4q-39sA9kZXBxjd5yO8MJuLJb53vSr54LCy3EfYo-VgxDpHQ48tzMFe5gN8AnVKgaaAnWg5Q1yH5c&_hsmi=393138668