الكشف عن فيروس SARS-CoV-2 عن طريق التضخيم متساوي الحرارة بوساطة النسخ العكسي
سبتمبر 8, 2023
نقدم هنا بروتوكولا كاملا لتوحيد وتنفيذ طريقة الكشف عن فيروس SARS-CoV-2 في العينات البشرية عن طريق التضخيم متساوي الحرارة بوساطة حلقة النسخ العكسي (RT-LAMP). يمكن تكييف هذه الطريقة ، التي تتم في غضون 60 دقيقة ، مع أي مختبر أو نقطة رعاية بتكلفة منخفضة وباستخدام معدات غير مكلفة.
يهدف بحثنا إلى توحيد LAMP كاختبار ما قبل التشخيص ، مناسب لإعدادات الرعاية الميدانية أو الأولية التي تفتقر إلى البنية التحتية المختبرية المتقدمة. نسعى إلى تعزيز استخدام المخازن المؤقتة القابلة للإنتاج محليا والأصباغ البديلة ، مما يقلل من الاعتماد على المجموعات التجارية المستوردة. حاليا ، كريسبر-كاس هو نظام فعال يستخدم في تطوير طرق تشخيص سريعة ومحددة وحساسة لمسببات الأمراض.
الآن ، يحتوي هذا النظام على مجموعة واسعة من المكملات الغذائية للكشف عن أهداف الحمض النووي الريبي أو الحمض النووي في عينات مختلفة من الاهتمام. تتضمن التحديات التجريبية الحالية منع التضخيم غير المستهدف الناتج عن تلوث الأمبليكون والخلية الأولية خاصة مع البادئات الطويلة المعرضة لتشكيل الخافت. بالإضافة إلى ذلك ، نهدف إلى تحديد ظروف التفاعل المثلى لتحقيق تغيير لون يمكن تمييزه بصريا في الصبغة.
بمجرد توحيدها والتحقق من صحتها بالكامل ، يمكن تنفيذ هذه الطريقة بسهولة والتكيف مع أي مختبر أو نقطة رعاية في غضون 60 دقيقة ، بتكلفة منخفضة وباستخدام معدات غير مكلفة ، للكشف عن أي مسببات الأمراض تقريبا. وبالتالي ، يمكن استخدامه في مراكز الرعاية الأولية لإجراء المراقبة الوبائية في الوقت المناسب. تركز مجموعتنا متعددة التخصصات على اكتشاف جزيئات من نباتات كولومبيا الأصلية ، في محاولة لتحديد إمكانية تثبيط تكاثر الفيروسات مثل حمى الضنك أو زيكا أو SARS-COVID-2.
بالإضافة إلى ذلك ، نجري دراسات لتطوير طرق التشخيص الجزيئي لهذه الفيروسات.
اعرض النص الكامل واحصل على الوصول إلى آلاف الفيديوهات العلمية
نظرة عامة
تقدم هذه الدراسة بروتوكولاً موحداً للكشف عن فيروس SARS-CoV-2 باستخدام تقنية التضخيم متساوي الحرارة بوساطة الحلقة مع النسخ العكسي (RT-LAMP). وقد صُمم هذا البروتوكول للبيئات ذات الموارد المحدودة، مما يتيح الكشف السريع في غضون 60 دقيقة باستخدام معدات غير مكلفة.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال البحث
- تشخيص الإصابات الفيروسية
- تطبيق طرق LAMP
- حلول الرعاية الصحية منخفضة التكلفة
خلفية علمية
- أهمية الكشف المبكر عن SARS-CoV-2
- الحاجة إلى أدوات تشخيصية ذات تكلفة فعالة
- التحديات في طرق التشخيص الجزيئي الحالية
الطرق المستخدمة
- تفاعل التضخيم isothermal بوساطة الحلقة مع النسخ العكسي (RT-LAMP)
- استخدام المحاليل المنظمة والأصباغ المحلية
- الكشف اللوني باستخدام هيدروكسي نافثول الأزرق
النتائج الرئيسية
- تطوير طريقة تشخيصية سريعة ومحددة وحساسة
- تحسين ظروف التفاعل بما يؤدي إلى تغيرات لونية ملحوظة
- التحقق من ملاءمة الطريقة للاستخدام في الرعاية الأولية
الاستنتاجات
- يتيح البروتوكول الكشف الفعال والمنخفض التكلفة عن المسببات المرضية
- يمتلك البروتوكول إمكانات للتطبيق على نطاق واسع في المراقبة الوبائية
الأسئلة الشائعة
الأهمية الصناعية التنفيذية
تعد التشخيصات الجزيئية السريعة ومنخفضة التكلفة، مثل تقنية RT-LAMP، بالغة الأهمية للكشف المبكر عن التهديدات الفيروسية الناشئة واحتوائها، سواء في الإعدادات المركزية أو اللامركزية. يتيح هذا البروتوكول كشفاً قابلاً للتوسع ونشراً ميدانياً لفيروس SARS-CoV-2 ومسببات الأمراض الأخرى، مما يدعم التخفيف من المخاطر على نطاق المحفظة بأكملها ويعزز المراقبة الوبائية في الوقت المناسب. وبفضل قدرته على التكيف ومتطلباته الدنيا من البنية التحتية، يمثل هذا البروتوكول أصلاً استراتيجياً لعمليات البحث والتطوير في مجال الأدوية الحيوية ومسارات الاستجابة للصحة العامة.
التطبيقات الاستراتيجية في البحث والتطوير الصيدلاني الحيوي
الاكتشاف المبكر والتحقق من الهدف
- يتيح الاستقصاء السريع عن وجود الفيروسات في العينات البيولوجية للتحقق من صحة الهدف.
- يدعم تقليل المخاطر الآلية من خلال تأكيد نوعية تضخيم الحمض النووي.
- يسهل التحقق الوظيفي من تركيبات البادئ والصبغة لتطوير التشخيص.
الفحص وتطوير المقايسة
- يوفر سير عمل معياري وقابل للتكرار لمقايسات الكشف عن الأحماض النووية.
- يقدم مخرجات كمية ونوعية من خلال قراءات قياس الألوان والترحيل الكهربائي.
- يتيح نشر المقايسات بشكل قابل للتوسع في البيئات محدودة الموارد والبيئات ذات الإنتاجية العالية.
الأبحاث الانتقالية وما قبل السريرية
- يتماشى مع استراتيجيات المؤشرات الحيوية الانتقالية لمراقبة الأمراض المعدية.
- يدعم الاستمرارية من مرحلة الاكتشاف إلى مرحلة التحقق قبل السريري من الكواشف التشخيصية.
- يقلل من مخاطر فشل المقايسات في المراحل المتأخرة من خلال التقييس والتحقق المبكر.
تكامل مسارات العمل وسير العمل
يتكامل بروتوكول RT-LAMP هذا ضمن سلسلة الاكتشافات التشخيصية، بدءاً من التطوير المبكر للمقايسة وصولاً إلى التطبيق الانتقالي في الميدان والبيئات السريرية.
- بيولوجيا الاكتشاف: تؤكد وجود الحمض النووي المستهدف وخصوصية البادئ لاختبار الفرضيات.
- الفحص: توحد المخرجات اللونية والكهربائية لضمان مقارنة موثوقة للمقاييس.
- التحليلات: توفر تغيراً لونياً قابلاً للقياس وبيانات الفصل الكهربائي للهلام لتقييم الظروف.
- الأبحاث الانتقالية: تسد الفجوة بين تطوير المقاييس المختبرية والتنفيذ التشخيصي الجاهز للاستخدام الميداني.
- إعادة الاستخدام المؤسسي: توفر منصة نمطية وقابلة للتكيف للكشف عن مسببات أمراض متنوعة تتجاوز SARS-CoV-2.
التأثير التشغيلي والمؤسسي
- القيمة العلمية: تزيد من موثوقية التنبؤ وتقلل من الغموض في سير عمل الكشف عن الفيروسات.
- القيمة التشغيلية: تتيح إجراء تشخيصات سريعة ومنخفضة التكلفة وقابلة للتكرار بأقل قدر من البنية التحتية.
- القيمة الاستراتيجية: تسرع اتخاذ قرارات المضي قدماً أو التوقف بشأن المرشحين للتشخيص وتدعم المراقبة القابلة للتوسع.
- التأثير على المحفظة: تعزز تحديد الأولويات المعدلة حسب المخاطر لأصول التشخيص والمراقبة.
اعتبارات التنفيذ
- يتطلب خبرة في تصميم البادئات، والتعامل مع الأحماض النووية، وتفسير نتائج المقايسة اللونية.
- يتطلب أجهزة البيولوجيا الجزيئية الأساسية مثل أجهزة التدوير الحراري أو الحمامات المائية وأجهزة التصوير.
- يستلزم توحيد معايير تحضير الكواشف وبروتوكولات مكافحة التلوث بين الفرق المختصة.
- قابل للتكيف مع أنواع مختلفة من العينات ومسببات الأمراض من خلال إعادة تصميم البادئات المناسبة.
- تشمل القيود المحتملة خطر تضخيم غير مستهدف والحاجة إلى تحسين الصبغة، كما تدعم البيانات المصدرية.
