جهاز أخذ عينات هواء محمول لقياس واكتشاف الهباء الجوي لـ SARS-CoV-2 في المختبرات

جهاز أخذ عينات هواء محمول لقياس واكتشاف الهباء الجوي لـ SARS-CoV-2 في المختبرات

وفي دراسة حديثة نشرت في com.bioRxiv *قام باحثون في المملكة المتحدة بتقييم جهاز أخذ عينات الهواء المحمول الذي يعمل بالبطارية والذي يمكنه استعادة فيروس كورونا 2 (SARS-CoV-2) المسبب لمتلازمة الجهاز التنفسي الحادة الوخيمة، والذي يتم توزيعه في المختبر باستخدام فحص البلاك.

يذاكر: طريقة محسنة لاستعادة وقياس كمية الهباء الجوي الناتج عن SARS-CoV-2 باستخدام اختبار البلاك. حقوق الصورة: كتس ديزاين / شترستوك

*ملاحظة هامة:تنشر bioRxiv تقارير علمية أولية لا تخضع لمراجعة النظراء، وبالتالي لا ينبغي اعتبارها نهائية، أو تهدف إلى توجيه الممارسة السريرية/السلوك المتعلق بالصحة، أو التعامل معها على أنها معلومات ثابتة.

خلفية

يواصل الباحثون مناقشة الخطر الملحوظ المتمثل في هباء الحمض النووي الريبوزي سارس-كوف-2 (RNA) القابل للحياة منذ ظهوره في أواخر عام 2019. وفي غياب بيانات موثوقة لعزل الفيروس، فإن التحليل بأثر رجعي لأحداث الانتشار الفائق هو الطريقة الوحيدة للاعتقاد بأن هذا الفيروس ينتقل عبر الهباء الجوي. على سبيل المثال، من الممكن أن يكون الهواء في غرف المستشفى قد تسبب في رذاذ فيروس SARS-CoV-2. ومع ذلك، لم تثبت الدراسات استعادة وقياس كمية فيروس SARS-CoV-2 المتطاير مع إمكانية العدوى.

وظل تطوير طريقة موثوقة للكشف عن SARS-CoV-2 من الهواء تحديًا تجريبيًا. تكشف اختبارات الاعتلال الخلوي عن وجود فيروسات معدية؛ ومع ذلك، فإن نتائجك ذاتية. غالبًا ما يعتمدون على خبرة الفني لاكتشاف التغيرات في شكل الخلية بسبب إصابة الفيروسات. وهذا يجعل فحوصات البلاك هي المعيار الذهبي لقياس الفيروسات المعدية. يشير عدد اللويحات الفردية في مزرعة الخلية إلى عيار الفيروس في اللقاح في فحوصات البلاك.

حول الدراسة

في الدراسة الحالية، قام الباحثون أولاً برش SARS-CoV-2 (متغير دلتا) بتركيز مخزون قدره 1.4 × 105 وحدات تشكيل البلاك (PFU) / مل في خزانة أمان ميكروبيولوجية من الدرجة الثانية (MBSC) باستخدام بخاخات وحدة رذاذ بلوستون (BLAM).

ولكل حالة دراسة، قاموا بتوليد الهباء الجوي بمعدل 18 لترًا في الدقيقة (L/min) لمدة أربع دقائق. استعاد مطار MD8 ذو الأغشية الجيلاتينية الحمض النووي الريبوزي SARS-CoV-2 بمعدل 30 لترًا في الدقيقة (إجمالي 50 لترًا). اعتمدت الطريقة على الحركة الميكانيكية للغشاء وإضافة المواد الكيميائية.

اختبر الفريق العديد من المتغيرات أثناء تطوير بروتوكول الدراسة. كما أجروا ثلاث مكررات بيولوجية لكل متغير تم اختباره. بشكل عام، أجروا هذه التجربة على ثلاث مراحل.

في المرحلة الأولى، حدد الفريق ما إذا كانت التجربة تتطلب المرور إلى الخلايا (خطوة التخصيب) قبل الطلاء. وبالإضافة إلى ذلك، فقد حددوا الوقت الأمثل لإذابة أغشية الجيلاتين. الوقت الأمثل لإذابة أغشية الجيلاتين كان بين ساعة وأربع ساعات و24 ساعة. أخيرًا، بالنسبة لكل عينة، قاموا بفحص ظروف التخزين المؤقتة للأغشية المذابة في وسط النسر المعدل (DMEM) الخاص بـ Dulbecco. وهو متغير الدراسة الأساسي الذي يحدد لزوجة أغشية الجيلاتين المعلقة، والتي بدورها تؤثر على الأنابيب الدقيقة للتعليق. تراوحت ظروف التخزين من درجة حرارة الغرفة (RT) إلى 4 درجات مئوية و-20 درجة مئوية.

في المرحلة الثانية، اختبر الفريق كميات DMEM (5 مل، 10 مل، أو 20 مل) المطلوبة لتعليق غشاء الجيلاتين بعد التقاط الهباء الجوي. كما أخذوا في الاعتبار حجم العينة المطلوب لإصابة الخلايا (100 ميكرولتر أو 200 ميكرولتر). وفي المرحلة الثالثة، قام الفريق بقياس تأثيرات تجميد أغشية الجيلاتين بعد وقت قصير من تعافي الفيروس. وقد ساعدهم ذلك في تقييم عملية معالجة العينات باعتبارها مناسبة لموظفي المختبر.

نتائج الدراسة

أدى مرور واحد في الخلايا إلى زيادة تعافي SARS-CoV-2 من خلال طريقة الدراسة، على الرغم من أن تجميد الأغشية قبل تعليقها في وسط الثقافة أدى إلى تقليل التعافي. وبناء على بيانات الدراسة، يوصي المؤلفون بمعالجة العينات مباشرة بعد جمعها. ولسوء الحظ، فإن شرط مرور الخلية يحد من القياس الكمي المباشر لعيارات الفيروس التي تم تحديدها أصلاً أثناء أخذ عينات الهواء. وعلى الرغم من الكميات الصغيرة، تمكنت طريقة الفحص من استعادة SARS-CoV-2 من خلال مرور الخلايا قبل فحص البلاك.

الاستنتاجات

لم يتمكن المؤلفون من توضيح ما إذا كانت طريقة الدراسة بحاجة إلى التحسين بشكل منفصل لكل متغير مثير للقلق لـ SARS-CoV-2 (VOC). ولذلك، أوصوا بتقييم جميع تقنيات الخلايا للمركبات العضوية المتطايرة الجديدة لتوفير إطار عمل للتحسين.

لا يمكن للهباء الجوي المنتج في المختبر إعادة إنتاج جميع أحجام الجسيمات في الهباء الجوي المشتق من الكلام البشري. بالإضافة إلى ذلك، فشل BLAM المستخدم في الدراسة أيضًا في إعادة إنتاج تركيبة الهباء الجوي الفيروسي الناتج عن الزفير البشري. بالإضافة إلى ذلك، فإن الهباء الجوي الذي ينتجه الإنسان يختلف من شخص لآخر حسب شدة المرض. ومع ذلك، يمكن أن تكون نتائج الدراسة الحالية مفيدة في إجراء مزيد من الأبحاث حول انتقال فيروس SARS-CoV-2 والمساهمة في تطوير طرق أخذ العينات البيئية.

*ملاحظة هامة:تنشر bioRxiv تقارير علمية أولية لا تخضع لمراجعة النظراء، وبالتالي لا ينبغي اعتبارها نهائية، أو تهدف إلى توجيه الممارسة السريرية/السلوك المتعلق بالصحة، أو التعامل معها على أنها معلومات ثابتة.

مرجع:

• Vorläufiger wissenschaftlicher Bericht.
  Eine optimierte Methode zur Rückgewinnung und Quantifizierung von im Labor erzeugten SARS-CoV-2-Aerosolen durch Plaque-Assay, Rachel L. Byrne, Susan Gould, Thomas Edwards, Dominic Wooding, Barry Atkinson, Ginny Moore, Kieran Collings, Cedric Boisdon, Simon Maher, Giancarlo Biagini , Emily R. Adams, Tom Fletcher, Shaun H. Pennington, bioRxiv-Vorabdruck 2022, DOI: https://doi.org/10.1101/2022.10.31.514483, https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.10.31.514483v1