איתור נגיף SARS-CoV-2 על ידי הגברה איזותרמית בתיווך לולאת שעתוק לאחור
8 בספטמבר 2023
כאן אנו מספקים פרוטוקול מלא לסטנדרטיזציה ויישום השיטה לזיהוי נגיף SARS-CoV-2 בדגימות אנושיות על ידי הגברה איזותרמית בתיווך לולאה של שעתוק לאחור (RT-LAMP). שיטה זו, הנעשית תוך 60 דקות, יכולה להיות מותאמת לכל מעבדה או נקודת טיפול בעלות נמוכה ובאמצעות ציוד זול.
מטרת המחקר שלנו היא לתקנן את LAMP כבדיקה קדם-דיאגנוסטית, המתאימה למסגרות שדה או רפואה ראשונית חסרות תשתית מעבדה מתקדמת. אנו שואפים לקדם את השימוש במאגרים ובצבעים חלופיים לייצור מקומי, תוך הפחתת התלות בערכות מסחריות מיובאות. כיום, CRISPR-Cas היא מערכת יעילה המשמשת בפיתוח שיטות אבחון מהירות, ספציפיות ורגישות לפתוגנים.
כעת, למערכת זו יש מגוון רחב של ותוספים לאיתור מטרות RNA או DNA בדגימות שונות המעניינות. אתגרי הניסוי הנוכחיים כוללים מניעת הגברה שאינה מטרה כתוצאה מזיהום אמפליקון ותא ראשוני, במיוחד עם פריימרים ארוכים המועדים להיווצרות דימר. בנוסף, אנו שואפים לקבוע תנאי תגובה אופטימליים כדי להשיג שינוי צבע שניתן להבחין בו חזותית בצבע.
לאחר שהיא מתוקננת ומאומתת במלואה, ניתן ליישם שיטה זו בקלות ולהתאים אותה לכל מעבדה או נקודת טיפול תוך 60 דקות, בעלות נמוכה ותוך שימוש בציוד זול, כדי לזהות כמעט כל פתוגן. לכן, זה יכול לשמש פוטנציאלית במרכזי טיפול ראשוני לבצע בזמן, מעקב אפידמיולוגי. הקבוצה הרב-תחומית שלנו מתמקדת בגילוי מולקולות מצמחים מקומיים בקולומביה, בניסיון לזהות את הפוטנציאל לעכב את שכפול הנגיפים כמו דנגי, זיקה או SARS-COVID-2.
בנוסף, אנו עורכים מחקרים לפיתוח שיטות אבחון מולקולריות לנגיפים אלה.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
מחקר זה מציג פרוטוקול סטנדרטי לזיהוי נגיף ה-SARS-CoV-2 באמצעות הגברה איזותרמית מתווכת-לולאה עם שעתוק הפוך (RT-LAMP). הפרוטוקול תוכנן עבור סביבות עם משאבים מוגבלים, ומאפשר זיהוי מהיר בתוך 60 דקות באמצעות ציוד זול.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום מחקר
- אבחון זיהומים נגיפיים
- יישום שיטות LAMP
- פתרונות בריאות בעלות נמוכה
רקע
- חשיבות הגילוי המוקדם של SARS-CoV-2
- הצורך בכלי אבחון יעילים מבחינה כלכלית
- אתגרים בשיטות האבחון המולקולריות הנוכחיות
שיטות שנעשה בהן שימוש
- הגברה איזותרמית מתווכת לולאה עם שעתוק הפוך (RT-LAMP)
- שימוש בבופרים ובצבעים מקומיים
- זיהוי קולורימטרי באמצעות hydroxynapthol blue
תוצאות עיקריות
- פיתוח של שיטה אבחנתית מהירה, ספציפית ורגישה
- תנאי תגובה אופטימליים המובילים לשינויים ניתנים לצפייה בצבע
- תיקוף של התאמת השיטה לשימוש בטיפול ראשוני
מסקנות
- הפרוטוקול מאפשר זיהוי יעיל ונמוך-עלות של פתוגנים
- יש לו פוטנציאל ליישום נרחב בניטור אפידמיולוגי
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
דיאגנוסטיקה מולקולרית מהירה וזולה, כגון RT-LAMP, היא קריטית לזיהוי מוקדם ולבלימה של איומים ויראליים מתהוותים, הן במסגרות מרכזיות והן במסגרות מבוזרות. פרוטוקול זה מאפשר זיהוי של SARS-CoV-2 ונתיבים של פתוגנים אחרים שניתן להרחבה ולהטמעה בשטח, ובכך הוא תומך בהפחתת סיכונים ברחב הפורטפוליו ובניטור אפידמיולוגי בזמן אמת. יכולת ההסתגלות שלו ודרישות התשתית המינימליות הופכות אותו לנכס אסטרטגי עבור מחקר ופיתוח בביו-פארמה ומסלולי תגובה של בריאות הציבור.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר בדיקה מהירה של נוכחות נגיפית בדגימות ביולוגיות לצורך תיקוף המטרה.
- תומך בהפחתת סיכונים מכניסטיים על ידי אישור ספציפיות ההגברה של חומצות גרעיניות.
- מסייע בתיקוף תפקודי של שילובי פריימרים וצבעים לצורך פיתוח אבחנתי.
סריקה ופיתוח בדיקה
- מספק זרימת עבודה סטנדרטית וניתנת לשחזור עבור בדיקות לזיהוי חומצות גרעין.
- מספק פלטים כמותיים ואיכותיים באמצעות קריאות קולורימטריות ואלקטרופורטיות.
- מאפשר פריסה רחבה של הבדיקה בסביבות בעלות משאבים מוגבלים ובסביבות בעלות תפוקה גבוהה.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מתואם עם אסטרטגיות של ביומרקרים תרגומיים למעקב אחר מחלות זיהומיות.
- תומך ברצף מהשלב של הגילוי ועד לתיקוף פרה-קליני של ריאגנטים דיאגנוסטיים.
- מפחית את הסיכון לכישלון של הבדיקה בשלבים מאוחרים באמצעות סטנדרטיזציה ותיקוף מוקדמים.
שילוב תהליכי עבודה וצינור עיבוד (Pipeline)
פרוטוקול RT-LAMP זה משתלב ברצף הגילוי האבחנאי, החל מפיתוח ראשוני של הבדיקה ועד לפריסה טרנסלציונית בסביבות שטח ובמסגרות קליניות.
- ביולוגיה של גילוי: מאשרת את נוכחות החומצה הגרעינית של המטרה ואת ספציפיות הפריימר לצורך בדיקת השערות.
- סריקה: סטנדרטיזציה של פלטים קולורימטריים ואלקטרופורטיים לצורך השוואה מהימנה של בדיקות.
- אנליטיקה: מספקת שינוי צבע מדיד ונתוני אלקטרופורזה של ג'ל להערכת תנאים.
- מחקר תרגומי: מגשרת בין פיתוח בדיקות במעבדה למימוש דיאגנוסטי מוכן לשטח.
- שימוש חוזר ארגוני: מציעה פלטפורמה מודולרית וניתנת להתאמה לזיהוי פתוגנים מגוונים מעבר ל-SARS-CoV-2.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החזוי ומפחית עמימות בתהליכי העבודה של זיהוי נגיפים.
- ערך תפעולי: מאפשר אבחון מהיר, בעלות נמוכה וניתן לשחזור עם תשתית מינימלית.
- ערך אסטרטגי: מאיץ החלטות של "המשך/עצור" עבור מועמדים לאבחון ותומך בניטור בר-הרחבה.
- השפעה על תיק הנכסים: משפר את תיעדוף נכסי האבחון והניטור מותאם הסיכונים.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות בתכנון פריימרים, טיפול בחומצות גרעיניות ופירוש של בדיקות קולורימטריות.
- דורש ציוד בסיסי לביולוגיה מולקולרית כגון תרמוסייקלרים או מקבני מים ומכשירי דימוי.
- מחייב סטנדרטיזציה בין צוותים להכנת ריאגנטים ופרוטוקולים לבקרת זיהומים.
- ניתן להתאמה לסוגי דגימות ופתוגנים שונים באמצעות תכנון מחדש של הפריימרים המתאימים.
- מגבלות פוטנציאליות כוללות סיכון להגברה של יעדים שאינם המטרה וצורך באופטימיזציה של הצבע, כפי שעולה מנתוני המקור.
