Тест на коронавірус методом полімеразної ланцюгової реакції (ПЛР)

Серед багатьох речей, які ви чули про COVID-19 у 2020 році, однією з найголовніших є те, який тест використовується для виявлення зараження вірусом - знаменитий тест RT-PCR чи лише ПЛР.

Напевно, ви вже чули про цей тест раніше, від медичного працівника або в новинах. ПЛР-тест використовується для виявлення наявності (або відсутності) вірусу в організмі людини.

Тест RT-PCR - не єдиний, який може виявити вірус, але він є найбільш точним і надійним порівняно з іншими методами. Інший тест - це звичайний серологічний тест, який виявляє рівень специфічних антитіл у зразках крові.

Букви в RT-PCR розшифровуються як Полімеразна ланцюгова реакція зі зворотною транскрипцієюВпродовж десятиліть вчені використовували його для створення численних копій генетичного матеріалу.

Іншими словами, в цьому випадку більше генетичного матеріалу від SARS-CoV-2, який використовується як відбитки пальців, щоб засвідчити наявність вірусу в зразках з носа, вух або слини, зібраних у пацієнтів. Якщо в зразку є віруси, приховані навіть у невеликій кількості, він зможе їх виявити завдяки циклу копіювання-вставки. Саме тому тест RT-PCR є настільки надійним.

Тест це метод, що складається з двох етапів всередині температурного циклу, який виконує процес копіювання-вставки фрагмента генетичного матеріалу, будь то ДНК або РНК.

Для проходження тесту потрібно термоциклічна машина яка має точну контроль температури та часу. Через кілька температурних циклів вірусний генетичний матеріал буде збільшуватися. Приклад температурного циклу показаний нижче.

Метод потребує двох основних ферментів: зворотної транскриптази (звідси і "RT" у назві) та ДНК-полімерази. Кожен з них має свою фазу дії та функцію. На малюнку вище жовта фаза циклу - це коли діє РТ, а червона фаза - коли виконує свою роботу ДНК-полімераза.

Перший фермент створює комплементарний ланцюг ДНК з РНК вірусу, що дозволяє другому ферменту виконати роботу копіювання-вставки з нового щойно створеного ланцюга ДНК, збільшуючи кількість наявного генетичного матеріалу. Така ампліфікація дає можливість характеризувати та/або маніпулювати генетичним матеріалом, коли в меншій кількості це було б неможливо.

Для того, щоб весь цей процес відбувався, ферментам потрібна допомога маленької (або великої) молекули, яка називається ПРАЙМЕРОМ (PRIMER). Функція праймера полягає в тому, щоб вказати місце, де фермент повинен почати розтягувати ланцюги, без нього процес копіювання і вставки ДНК-полімерази не почнеться.

Праймер може бути обраний випадковим чином або мати певну форму. У таких випадках дуже важливо знати генетичну карту вірусу, щоб використовувати специфічні праймери для підвищення ефективності та надійності результатів.

Якщо вам цікаво, як і нам, і ви хотіли б дізнатися більше про RT-PCR, ви можете ознайомитися з більш детальною інформацією цю наукову статтю ось тут. але по суті тут є все, що потрібно для проведення тесту:

Вірусний генетичний матеріал, РНК

Ферменти зворотної транскриптази та ДНК-полімерази

ПРАЙМЕРИ

Нуклеозидтрифосфати

І флуоресцентні репортерські барвники:

Щоб дізнатися результати зразка, який може бути або не бути зараженим вірусом COVID-19, використовується аналіз флуоресцентних репортерних барвників у поєднанні з тестом RT-PCR. Аналіз базується на наявності або відсутності флуоресцентного сигналу зразка. За відсутності сигналу тест може бути визнаний негативним або хибнонегативним. За наявності інтенсивного сигналу можна зробити висновок не тільки про наявність вірусу, але й про прогресуючу стадію захворювання.

Змішайте всі інгредієнти та покладіть у термоцикл.

Перший етап тесту показано на інфографіці нижче. Фермент RT робить першу копію генетичного матеріалу вірусу, присутнього у зразку. Далі ви бачите другий етап методу RT-PCR. Праймер вказує на стартову позицію, і ДНК-полімераза через ферментативну реакцію починає розтягувати ланцюги ДНК.

Нарешті, це зображення електронної мікрофотографії вірусу SARS-CoV-2, і на ньому можна чудово розгледіти структуру вірусу. Хіба це не прекрасно?

Тест складний і не такий простий, як здається, але б'юся об заклад, що з інфографікою було набагато легше зрозуміти загальну картину того, як він працює, чи не так?

Ви можете зробити це з будь-якою науковою інформацією, використовуючи Mind the Graph. Платформа створена для того, щоб надати вам автономію для кращого поширення наукової інформації. Дізнайтеся більше про те, як користуватися платформою, і якщо вам потрібна допомога, будь ласка, зв'яжіться з нами!

Посилання

AI, T. та ін. Кореляція КТ грудної клітки та ПЛР-тестування на коронавірусну хворобу 2019 (COVID-19) в Китаї: Звіт про 1014 випадків. Radiology, v. 296, n. 2, p. E32-E40, 26 лют. 2020.

GIBELLINI, D. et al. Кількісне визначення вірусного навантаження вірусу імунодефіциту людини 1-го типу (ВІЛ-1) за допомогою методу ЗТ-ПЛР у реальному часі з використанням SYBR green у ВІЛ-серопозитивних пацієнтів. Журнал вірусологічних методів, т. 115, № 2, с. 183-189, 1 лют. 2004.

ДЖЕЙМС, Д. Простий і надійний протокол для виявлення вірусу борознистості стебла яблуні за допомогою РТ-ПЛР і в мультиплексній ПЛР-аналізі. Журнал вірусологічних методів, v. 83, n. 1, p. 1-9, 1 груд. 1999.

LI, Y. та ін. Питання стабільності тестування RT-PCR на SARS-CoV-2 у госпіталізованих пацієнтів з клінічним діагнозом COVID-19. Журнал медичної вірусології, т. 92, № 7, с. 903-908, 2020.

LIAO, C.-S. та ін. Мініатюрна система RT-PCR для діагностики вірусів на основі РНК. Nucleic Acids Research, v. 33, n. 18, p. e156-e156, 1 out. 2005.

Мохан А. та ін. Поширеність вірусної інфекції, виявленої за допомогою ПЛР та ЗТ-ПЛР у пацієнтів із загостренням ХОЗЛ: систематичний огляд. Респірологія, т. 15, № 3, с. 536-542, 2010.

NOLAN, T.; HANDS, R. E.; BUSTIN, S. A. Кількісне визначення мРНК за допомогою RT-PCR у реальному часі. Nature Protocols, v. 1, n. 3, p. 1559-1582, ago. 2006.

Новий коронавірус SARS-CoV-2 | Ця передача електронних мі... | Flickr. Disponível em: . Acesso em: 23 jul. 2020.

Тест на коронавірус методом полімеразної ланцюгової реакції (ПЛР)

Підпишіться на нашу розсилку

Про Фабріціо Памплону