Ένας φορητός δειγματολήπτης αέρα για τον ποσοτικό προσδιορισμό και την ανίχνευση αερολυμάτων SARS-CoV-2 σε εργαστήρια

Ένας φορητός δειγματολήπτης αέρα για τον ποσοτικό προσδιορισμό και την ανίχνευση αερολυμάτων SARS-CoV-2 σε εργαστήρια

Σε πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο bioRxiv *Ερευνητές στο Ηνωμένο Βασίλειο αξιολόγησαν ένα φορητό δειγματολήπτη αέρα με μπαταρίες που θα μπορούσε να ανακτήσει το σοβαρό οξύ αναπνευστικό σύνδρομο του κορωνοϊού 2 (SARS-CoV-2) σε αεροζόλ σε εργαστήριο χρησιμοποιώντας ανάλυση πλάκας.

Μελέτη: Μια βελτιστοποιημένη μέθοδος για την ανάκτηση και τον ποσοτικό προσδιορισμό των αερολυμάτων SARS-CoV-2 που παράγονται στο εργαστήριο με τη χρήση ανάλυσης πλάκας. Πίστωση εικόνας: ktsdesign / Shutterstock

*Σημαντική ΣΗΜΕΙΩΣΗ:Το bioRxiv δημοσιεύει προκαταρκτικές επιστημονικές εκθέσεις που δεν έχουν αξιολογηθεί από ομοτίμους και επομένως δεν πρέπει να θεωρούνται πειστικές, που προορίζονται να καθοδηγήσουν την κλινική πρακτική/σχετική με την υγεία συμπεριφορά ή να αντιμετωπίζονται ως καθιερωμένες πληροφορίες.

φόντο

Οι ερευνητές συνεχίζουν να συζητούν τον αντιληπτό κίνδυνο δημιουργίας αερολυμάτων βιώσιμου ριβονουκλεϊκού οξέος (RNA) SARS-CoV-2 από την εμφάνισή του στα τέλη του 2019. Ελλείψει αξιόπιστων δεδομένων απομόνωσης του ιού, η αναδρομική ανάλυση των γεγονότων υπερδιάδοσης είναι ο μόνος τρόπος να πιστεύουμε ότι αυτός ο ιός μεταδίδεται μέσω αερολυμάτων. Για παράδειγμα, ο αέρας στα δωμάτια των νοσοκομείων θα μπορούσε να έχει προκαλέσει αεροζόλ SARS-CoV-2. Ωστόσο, οι μελέτες δεν έχουν αποδείξει την ανάκτηση και τον ποσοτικό προσδιορισμό του αερολύματος SARS-CoV-2 με δυνατότητα μόλυνσης.

Παρέμεινε μια πειραματική πρόκληση η ανάπτυξη μιας αξιόπιστης μεθόδου για την ανίχνευση του SARS-CoV-2 από τον αέρα. Οι κυτταροπαθητικές εξετάσεις αποκαλύπτουν την παρουσία μολυσματικών ιών. Ωστόσο, τα αποτελέσματά σας είναι υποκειμενικά. Συχνά βασίζονται στην τεχνογνωσία ενός τεχνικού για την ανίχνευση αλλαγών στη μορφολογία των κυττάρων που οφείλονται σε μόλυνση ιών. Αυτό καθιστά τις αναλύσεις πλάκας το χρυσό πρότυπο για τον ποσοτικό προσδιορισμό των μολυσματικών ιών. Ο αριθμός των μεμονωμένων πλακών στην κυτταρική καλλιέργεια υποδεικνύει τον τίτλο του ιού του εμβολίου σε προσδιορισμούς πλάκας.

Σχετικά με τη μελέτη

Στην παρούσα μελέτη, οι ερευνητές εκνεφοποίησαν αρχικά τον SARS-CoV-2 (παραλλαγή Delta) σε συγκέντρωση αποθέματος 1,4 x 105 μονάδες σχηματισμού πλάκας (PFU)/mL σε θάλαμο μικροβιολογικής ασφάλειας (MBSC) κατηγορίας II χρησιμοποιώντας έναν νεφελοποιητή μονάδας ψεκασμού bluestone (BLAM).

Για κάθε συνθήκη μελέτης, παρήγαγαν αερολύματα με ρυθμό 18 λίτρων ανά λεπτό (L/min) για τέσσερα λεπτά. Ένα αεροδρόμιο MD8 με μεμβράνες ζελατίνης ανέκτησε το RNA του SARS-CoV-2 με ρυθμό 30 λίτρα/λεπτό (50 λίτρα συνολικά). Η μέθοδος βασίστηκε στη μηχανική κίνηση της μεμβράνης και στην προσθήκη χημικών.

Η ομάδα εξέτασε πολλές μεταβλητές κατά την ανάπτυξη του πρωτοκόλλου της μελέτης. Διεξήγαγαν επίσης τρία βιολογικά αντίγραφα για κάθε μεταβλητή που δοκιμάστηκε. Συνολικά, πραγματοποίησαν αυτό το πείραμα σε τρεις φάσεις.

Στη Φάση Ι, η ομάδα προσδιόρισε εάν το πείραμα απαιτούσε πέρασμα στα κύτταρα (βήμα εμπλουτισμού) πριν από την τοποθέτηση πλάκας. Επιπλέον, προσδιόρισαν τον βέλτιστο χρόνο για τη διάλυση των μεμβρανών ζελατίνης. Ο βέλτιστος χρόνος για τη διάλυση των μεμβρανών ζελατίνης ήταν μεταξύ μίας ώρας, τεσσάρων ωρών και 24 ωρών. Τέλος, για κάθε δείγμα, εξέτασαν τις συνθήκες προσωρινής αποθήκευσης των διαλυμένων μεμβρανών στο τροποποιημένο μέσο Eagle της Dulbecco (DMEM). Είναι η κύρια μεταβλητή της μελέτης που καθορίζει το ιξώδες των αιωρούμενων μεμβρανών ζελατίνης, το οποίο με τη σειρά του επηρεάζει την ακριβή μεταφορά με σιφώνιο του εναιωρήματος. Οι συνθήκες αποθήκευσης κυμαίνονταν από θερμοκρασία δωματίου (RT) έως 4°C και -20°C.

Στη Φάση II, η ομάδα εξέτασε τις ποσότητες DMEM (5 mL, 10 mL ή 20 mL) που απαιτούνται για την εναιώρηση της μεμβράνης ζελατίνης μετά τη σύλληψη του αερολύματος. Εξέτασαν επίσης τον όγκο του δείγματος που απαιτείται για τη μόλυνση των κυττάρων (100 µL ή 200 µL). Στη Φάση III, η ομάδα μέτρησε τα αποτελέσματα της κατάψυξης των μεμβρανών ζελατίνης λίγο μετά την ανάκτηση του ιού. Τους βοήθησε να αξιολογήσουν την επεξεργασία του δείγματος ως βολική για το προσωπικό του εργαστηρίου.

Αποτελέσματα μελέτης

Ένα μόνο πέρασμα στα κύτταρα αύξησε την ανάκτηση του SARS-CoV-2 με τη μέθοδο της μελέτης, αν και η κατάψυξη των μεμβρανών πριν από την εναιώρηση σε μέσα καλλιέργειας μείωσε την ανάκτηση. Με βάση τα δεδομένα της μελέτης, οι συγγραφείς συνιστούν την επεξεργασία των δειγμάτων αμέσως μετά τη συλλογή. Δυστυχώς, η απαίτηση για κυτταρική διέλευση περιόρισε τον άμεσο ποσοτικό προσδιορισμό των τίτλων του ιού που προσδιορίστηκαν αρχικά κατά τη δειγματοληψία αέρα. Αν και σε μικρές ποσότητες, η μέθοδος ανάλυσης μπόρεσε να ανακτήσει τον SARS-CoV-2 μέσω της κυτταρικής διέλευσης πριν από τον προσδιορισμό πλάκας.

συμπεράσματα

Οι συγγραφείς δεν μπόρεσαν να διευκρινίσουν εάν η μέθοδος μελέτης έπρεπε να βελτιστοποιηθεί ξεχωριστά για κάθε παραλλαγή ανησυχίας SARS-CoV-2 (VOC). Ως εκ τούτου, συνέστησαν την αξιολόγηση όλων των τεχνολογιών κυψελών για νέες πτητικές οργανικές ενώσεις για να παρέχουν ένα πλαίσιο για βελτιστοποίηση.

Τα αερολύματα που παράγονται στο εργαστήριο δεν μπορούν να αναπαράγουν όλα τα μεγέθη σωματιδίων σε αερολύματα που προέρχονται από την ανθρώπινη ομιλία. Επιπλέον, το BLAM που χρησιμοποιήθηκε στη μελέτη απέτυχε επίσης να αναπαράγει τη σύνθεση των ιικών αερολυμάτων που παράγονται από την ανθρώπινη εκπνοή. Επιπλέον, τα αερολύματα που παράγονται από τον άνθρωπο διαφέρουν από άτομο σε άτομο ανάλογα με τη σοβαρότητα της νόσου. Ωστόσο, τα αποτελέσματα της τρέχουσας μελέτης θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην περαιτέρω έρευνα για τη μετάδοση του SARS-CoV-2 και να συμβάλουν στην ανάπτυξη μεθόδων περιβαλλοντικής δειγματοληψίας.

*Σημαντική ΣΗΜΕΙΩΣΗ:Το bioRxiv δημοσιεύει προκαταρκτικές επιστημονικές εκθέσεις που δεν έχουν αξιολογηθεί από ομοτίμους και επομένως δεν πρέπει να θεωρούνται πειστικές, που προορίζονται να καθοδηγήσουν την κλινική πρακτική/σχετική με την υγεία συμπεριφορά ή να αντιμετωπίζονται ως καθιερωμένες πληροφορίες.

Αναφορά:

• 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