En bærbar luftprøvetager til kvantificering og påvisning af SARS-CoV-2 aerosoler i laboratorier

En bærbar luftprøvetager til kvantificering og påvisning af SARS-CoV-2 aerosoler i laboratorier

I en nylig undersøgelse offentliggjort i bioRxiv *Forskere i Det Forenede Kongerige har evalueret en batteridrevet bærbar luftprøvetager, der kunne genvinde alvorligt akut respiratorisk syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2) aerosoliseret i et laboratorium ved hjælp af en plakanalyse.

Studere: En optimeret metode til genvinding og kvantificering af laboratorie-genererede SARS-CoV-2-aerosoler ved hjælp af plaque-assay. Billedkredit: ktsdesign / Shutterstock

*Vigtig BEMÆRK:bioRxiv udgiver foreløbige videnskabelige rapporter, der ikke er peer-reviewed og derfor ikke bør betragtes som afgørende, beregnet til at vejlede klinisk praksis/sundhedsrelateret adfærd eller behandles som etableret information.

baggrund

Forskere fortsætter med at diskutere den opfattede risiko for aerosoldannelse af levedygtig SARS-CoV-2 ribonukleinsyre (RNA) siden dens fremkomst i slutningen af ​​2019. I mangel af pålidelige virusisoleringsdata er en retrospektiv analyse af superspredningsbegivenheder den eneste måde at tro på, at denne virus overføres gennem aerosoler. For eksempel kunne luften i hospitalsrum have aerosoliseret SARS-CoV-2. Undersøgelser har dog ikke vist genvinding og kvantificering af aerosoliseret SARS-CoV-2 med infektiøst potentiale.

Det forblev en eksperimentel udfordring at udvikle en pålidelig metode til at detektere SARS-CoV-2 fra luften. Cytopatiske test afslører tilstedeværelsen af ​​infektiøse vira; Dine resultater er dog subjektive. De er ofte afhængige af en teknikers ekspertise til at opdage ændringer i cellemorfologi på grund af inficerende vira. Dette gør plakanalyser til guldstandarden for kvantificering af infektiøse vira. Antallet af individuelle plaques i cellekulturen angiver virustiteren for inokulumet i plaque-assays.

Om studiet

I denne undersøgelse forstøvede forskere først SARS-CoV-2 (Delta-variant) ved en stamkoncentration på 1,4 x 105 plakdannende enheder (PFU)/ml i et klasse II mikrobiologisk sikkerhedsskab (MBSC) ved hjælp af en Bluestone atomization module (BLAM) forstøver.

For hver undersøgelsestilstand genererede de aerosoler med en hastighed på 18 liter pr. minut (L/min) i fire minutter. En MD8-lufthavn med gelatinemembraner genvandt SARS-CoV-2-RNA med en hastighed på 30 l/minut (50 liter i alt). Metoden var baseret på mekanisk bevægelse af membranen og tilsætning af kemikalier.

Holdet testede adskillige variabler under udviklingen af ​​undersøgelsesprotokollen. De udførte også tre biologiske replikater for hver testet variabel. Samlet set udførte de dette eksperiment i tre faser.

I fase I bestemte holdet, om eksperimentet krævede passage ind i celler (berigelsestrin) før plaque. Derudover bestemte de det optimale tidspunkt for opløsning af gelatinemembraner. Den optimale tid til opløsning af gelatinemembraner var mellem en time, fire timer og 24 timer. Til sidst undersøgte de for hver prøve de midlertidige opbevaringsbetingelser for opløste membraner i Dulbeccos modificerede Eagle-medium (DMEM). Det er den primære undersøgelsesvariabel, der bestemmer viskositeten af ​​de suspenderede gelatinemembraner, hvilket igen påvirker den nøjagtige pipettering af suspensionen. Opbevaringsbetingelser varierede fra stuetemperatur (RT) til 4°C og -20°C.

I fase II testede holdet de mængder af DMEM (5 ml, 10 ml eller 20 ml), der kræves for at suspendere gelatinemembranen efter at have fanget aerosolen. De overvejede også det prøvevolumen, der kræves for at inficere celler (100 µL eller 200 µL). I fase III målte holdet virkningerne af frysning af gelatinemembraner kort efter virusgenopretning. Det hjalp dem med at vurdere prøvebehandlingen som praktisk for laboratoriepersonalet.

Studieresultater

En enkelt passage i celler øgede genvinding af SARS-CoV-2 ved undersøgelsesmetoden, selvom frysning af membraner før suspension i dyrkningsmedier reducerede genvinding. Baseret på undersøgelsesdataene anbefaler forfatterne, at prøver behandles umiddelbart efter indsamling. Desværre begrænsede kravet om cellepassage den direkte kvantificering af virustitere, der oprindeligt blev bestemt under luftprøvetagning. Selvom det var i små mængder, var analysemetoden i stand til at genvinde SARS-CoV-2 gennem cellepassage før plakanalysen.

Konklusioner

Forfatterne var ikke i stand til at afklare, om undersøgelsesmetoden skulle optimeres separat for hver SARS-CoV-2-variant af bekymring (VOC). Derfor anbefalede de at evaluere alle celleteknologier for nye VOC'er for at give en ramme for optimering.

De aerosoler, der produceres i laboratoriet, kan ikke reproducere alle partikelstørrelser i aerosoler, der stammer fra menneskelig tale. Derudover lykkedes det heller ikke for BLAM, der blev brugt i undersøgelsen, at reproducere sammensætningen af ​​virale aerosoler produceret ved menneskelig udånding. Derudover varierer menneskeskabte aerosoler fra person til person afhængigt af sygdommens sværhedsgrad. Ikke desto mindre kan de nuværende undersøgelsesresultater være nyttige i yderligere forskning i SARS-CoV-2-transmission og bidrage til udviklingen af ​​miljøprøvetagningsmetoder.

*Vigtig BEMÆRK:bioRxiv udgiver foreløbige videnskabelige rapporter, der ikke er peer-reviewed og derfor ikke bør betragtes som afgørende, beregnet til at vejlede klinisk praksis/sundhedsrelateret adfærd eller behandles som etableret information.

Reference:

• 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