Ultra duyarlı, hızlı tanı, Ebola’yı altın standart testten daha erken tespit eder

0
14

Cassio Fontes, PhD, D4 Testini sürdürüyor. Katkı Sağlayanlar: Michaela Kane, Duke Üniversitesi

Duke Üniversitesi’ndeki disiplinlerarası bir bilim adamları ekibi, Ebola virüsü (EBOV) enfeksiyonu için oldukça hassas ve hızlı bir teşhis testi geliştirdi. Ebola ile enfekte olmuş maymunlarda, D4 testi olarak adlandırılan bu teşhisin, şu anda onaylanmış hızlı teşhis testinden 1000 kat daha hassas olduğu ve virüsü altın standart polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) testinden tam gün önce tespit edebildiği kanıtlanmıştır. .

7 Nisan’da Science Translational Medicine’de görünen bu çalışma, Duke Üniversitesi’ndeki biyomedikal mühendisleri, moleküler biyologlar ve immünologlar ve Galveston’daki Texas Üniversitesi Tıp Şubesi ve Galveston Ulusal Laboratuvarı tarafından yapıldı.

Ebola virüsü, bir salgının Batı Afrika’daki Gine, Liberya ve Sierra Leone’deki kalabalık başkentlerde yayılmaya başlamasının ardından 2014’ün başlarında küresel ün kazandı. 2016’da salgının resmen sona erdiği ilan edildiğinde, 28.000’den fazla kişi enfekte olmuş ve 11.300’den fazla kişi virüsten ölmüştü.

Mart 2021 itibariyle, Kongo Demokratik Cumhuriyeti’nde 2.200’den fazla ölümle sonuçlanan devam eden iki Ebola salgını var ve Gine, Şubat ayında ortaya çıkan bir dizi vaka sonrasında yeni bir Ebola virüsü hastalığı (EVH) salgını ilan etti.

Ebola virüsü hastalığının erken tedavisi ve temaslı takibi iki nedenden dolayı kritiktir: Birincisi, hastalar semptomları göstermeye başladıklarında oldukça bulaşıcıdır ve erken teşhis, temas takibi ve hasta izolasyonunu kolaylaştırarak EVH’nin yayılmasını kontrol etmeye yardımcı olabilir. İkincisi, EVH’nin ölüm oranı, tedavi edilmezse veya geç tedavi edilirse yüzde 90 kadar yüksek olabilir, ancak hastalar enfeksiyonun erken döneminde tedavi edilirse monoklonal antikorlarla kabaca yüzde 10’a düşürülebilir.

Ebola virüsünü tespit etmek için mevcut altın standart, viral RNA’yı tanımlayan ve büyüten ters transkriptaz polimeraz zincir reaksiyonu (RT-PCR) testidir. RT-PCR’nin hassas olduğu ve Ebola enfeksiyonunu mevcut alternatiflerden çok daha erken teşhis edebildiği kanıtlanmış olmasına rağmen, EVH salgınlarının sıklıkla ortaya çıktığı uzak ortamlarda uygulanması zor olmuştur.

RT-PCR test tasarımındaki son gelişmeler, eğitimsiz teknisyenlerin platformu kullanmasını kolaylaştırdı ve pahalı ekipman ihtiyacını azalttı. Bununla birlikte, test başına 22,50 ABD doları olan platform pahalıdır ve laboratuvar tabanlı olduğu için yavaş olabilir. Bazı çalışmalarda, sahada bir teşhisi doğrulamak için gereken medyan süre 6 gündür ve bu, onu oldukça bulaşıcı bir virüsle uğraşırken yetersiz bir araç haline getirir.

Mevcut alternatif tanı seçeneği, bir enfeksiyon sırasında ortaya çıkan antikorları veya antijenleri tespit eden yanal akış tahlilleridir. Bu testler daha ucuzdur, kullanımı kolaydır ve tipik olarak 30 dakikadan daha kısa sürede sonuç verir, ancak ödünleşim büyük ölçüde azalmış bir duyarlılıktır, bu nedenle testin erken bir enfeksiyonu kaçırma olasılığı daha yüksektir.

Ultra duyarlı, hızlı tanı, Ebola'yı altın standart testten daha erken tespit eder

Krystle Agans, Galveston’daki Texas Üniversitesi Tıp Şubesi’ndeki Galveston Ulusal Laboratuvarı’ndaki bir BSL-4 laboratuvarında D4 testini ve D4Scope’u test eder. Kredi: Krystle Agans, Galveston Ulusal Laboratuvarı, Galveston’daki Texas Üniversitesi Tıp Şubesi

Duke ekibi, her iki testin eksikliklerinin giderilmesine yardımcı olmak için, daha önce Ahsutosh Chilkoti laboratuvarı tarafından geliştirilmiş bir ultrasensitif, bakım noktası teşhisi olan D4 testini uyarladı ve salgılanmış glikoproteini (sGP), Enfeksiyonun erken aşamalarında ebola virüsü.

Ekip, Alan L. Kaganov Biyomedikal Mühendisliği Seçkin Profesörü Chilkoti’nin yanı sıra, eski bir yüksek lisans öğrencisi ve şu anda Chilkoti laboratuvarında kıdemli bir araştırma bilimcisi olan Cassio Fontes, tıp ve immünoloji profesörü MD Michael Gunn ve Barbara Lipes’i içeriyordu. Duke Üniversitesi Tıp Fakültesi’nde yardımcı doçent.

Fontes, “Önceki çalışmalar, Ebola virüsünün enfeksiyonun erken safhalarında bir tuzak olarak hareket etmek ve bağışıklık sistemini rahatsız etmek için yüksek seviyelerde salgılanmış glikoprotein ürettiğini ileri sürdü, bu arada virüs çoğalır ve konakçı hücrelere bağlanır. “Bunu tespit edebilirsek, Ebola salgını sırasında daha erken teşhis, kontrol ve tedaviyi kolaylaştırmaya yardımcı olabileceğimizi düşündük.”

Bununla birlikte, sGP’ye karşı antikorlar mevcut değildi, bu nedenle Gunn laboratuvarında bir antikor mühendisliği uzmanı olan Lipes, sGP’ye bağlanan ve en güçlü bağlanan antikorlar için taranan geniş bir antikor kütüphanesi oluşturdu.

İki laboratuvar daha sonra D4 platformunda en yüksek hassasiyeti sağlayan yakalama-algılama antikor çiftini belirlemek için birlikte çalıştı.

Ebola için D4 testi, bu iki antikorun salgılanan glikoproteine ​​karşı bir cam slayt üzerine mürekkep püskürtmeli baskısı ile yapılır: bir flüoresan işaretleyici ile etiketlenen saptama antikorları ve hedef antijeni bağlamak için hazırlanan yakalama antikorları. Slayt üzerine bir damla kan veya boğaz veya burun çubuğu yerleştirildiğinde, saptama antikorları diziden ayrılır ve numunedeki hedefe bağlanır. Bu antikor-biyobelirteç kompleksleri, daha sonra, bir yakalamayı belirtmek için parlayan, slayt üzerindeki yakalama antikorlarına bağlanır.

Hassasiyeti daha da artırmak için D4 testi, Chilkoti laboratuvarı tarafından geliştirilen ve hedef olmayan proteinlerin slaydın yüzeyine yapışmasını önleyen gizli bir polimer fırça kaplaması üzerine basılmıştır. Bu, çip üzerindeki herhangi bir ‘arka plan gürültüsünü’ ortadan kaldırarak hedef proteinlerin çok düşük seviyelerini tespit etmeyi kolaylaştırır ve bu da D4 testini çok hassas hale getirir.

Buna paralel olarak, Chilkoti laboratuvarı, D4 testinin sonuçlarını okumak için ucuz ama oldukça hassas bir elde tutulan dedektör olan D4Scope geliştirdi.

Ultra duyarlı, hızlı tanı, Ebola'yı altın standart testten daha erken tespit eder

D4Scope, Ebola D4 testini görüntüleyebilen el tipi bir floresans detektörüdür. Kredi: CM Fontes ve diğerleri, Science Translational Medicine (2021)

Chilkoti, “Laboratuvarımda yüksek lisans öğrencisi olan Jason Liu, mikroarray noktalarını yüksek hassasiyetle görüntüleyebilen düşük maliyetli, pille çalışan, kompakt, geniş alanlı bir floresan okuyucu olan D4Scope’u geliştirmek için çalıştı” dedi. “Kullanıma hazır bileşenler kullanılarak özel olarak tasarlandı, böylece okuyucu sahada hasar görürse parçalar kolayca değiştirilebilir.”

Ekip, platformlarını test etmek için Galveston’daki Texas Üniversitesi Tıp Şubesi’ndeki işbirlikçilerle çalıştı ve burada D4 testinin insan olmayan primatlarda EBOV’u RT-PCR’den tam gün önce tespit edebileceğini gösterdiler.

Fontes, “Yanal akış tahlilini utanç verici, duyarlılığı bilge hale getirdik” dedi. “Bu heyecan verici çünkü bu virüsün biyolojisini anlayarak, D4 gibi immünolojik testlerin PCR’den daha iyi performans gösterebileceğini araştırmak için bir hedef olabileceğini gösterdik. Gerçekten yeni bir çığır açıyor.”

Ekip ilerledikçe, 60 dakikadan 30 dakikaya kadar süreyi kısaltmak amacıyla platformlarını iyileştirmeye devam etmeyi hedefliyorlar. Yakalama ve saptama antikorlarının hassasiyetini artırmak için moleküler evrim kullanılarak deneyler devam etmektedir.

Ayrıca, tamamen bağımsız bir test haline getirmek için platformun tasarımını da iyileştiriyorlar. Bu, kullanıcıların testi yerçekimi akışı altında çalıştırmak için bir akış hücresinin bir portuna bir damla kan ve ikinci bir porta bir tampon solüsyonu eklemesi gerektiği anlamına gelir. Bu değişiklikler aynı zamanda potansiyel olarak tehlikeli sıvılarla çalışırken gelişmiş biyogüvenlik ve biyogüvenlik sağlar.

Bu değişiklikler yapıldıktan sonra ekip, sahadaki klinik deneyleri koordine etmeyi umuyor.

Gunn, “Ebola testinin çalışma şeklini gerçekten değiştirmek için çok büyük bir fırsat olduğunu düşünüyorum” dedi.

Gunn, “Bir salgını kontrol ederken, enfekte olanları tespit etmek ve temaslarını çok hızlı bir şekilde takip edebilmek önemlidir ve umudumuz, testin bunu yapmanıza izin vermesidir,” dedi. “Böylesine basit ve hızlı bir tahlil ile, Ebola yakalanma riski taşıyan insanları da hızlı bir şekilde tarayabilirsiniz. Basit görünüyor, ancak genel şemada bir salgın ile bir salgın arasındaki farkı temsil edebilir.”

Biyomedikal mühendisleri, COVID-19’u yakalayıp yakalayamayacağını görmek için hızlı test platformunu uyarlar Daha fazla bilgi: CM Fontes ve diğerleri, “Salgılanan glikoprotein için ultrasona duyarlı bakım noktası immünolojik testi, Ebola enfeksiyonunu PCR’den daha önce tespit eder” Science Translational Medicine (2021). stm.sciencemag.org/lookup/doi/… scitranslmed.abd9696 Duke Üniversitesi Hemşirelik Okulu tarafından sağlanmıştır

Alıntı: Ultrasensitif, hızlı tanı, Ebola’yı altın standart testten (2021, 7 Nisan) daha önce tespit etti, 7 Nisan 2021’de https://medicalxpress.com/news/2021-04-ultrasensitive-rapid-diagnostic-ebola-earlier.html adresinden alındı

Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amacına yönelik herhangi bir adil işlem dışında, yazılı izin alınmadan hiçbir bölümü çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı sağlanmıştır.

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz