Kannettava ilmanäytteenotin SARS-CoV-2-aerosolien kvantifiointiin ja havaitsemiseen laboratorioissa

Kannettava ilmanäytteenotin SARS-CoV-2-aerosolien kvantifiointiin ja havaitsemiseen laboratorioissa

Äskettäin julkaistussa tutkimuksessa bioRxiv *Iso-Britannian tutkijat ovat arvioineet paristokäyttöisen kannettavan ilmanäytteenottimen, joka voisi ottaa talteen vakavan akuutin hengitystieoireyhtymän koronavirus 2:n (SARS-CoV-2), joka on aerosolisoitu laboratoriossa käyttämällä plakkimääritystä.

Tutkimus: Optimoitu menetelmä laboratoriossa tuotettujen SARS-CoV-2-aerosolien talteenottoon ja kvantifiointiin käyttämällä plakkimääritystä. Kuvan luotto: ktsdesign / Shutterstock

*Tärkeä HUOMAUTUS:bioRxiv julkaisee alustavia tieteellisiä raportteja, joita ei ole vertaisarvioitu ja joita ei siksi pitäisi pitää vakuuttavina, jotka on tarkoitettu ohjaamaan kliinistä käytäntöä/terveyteen liittyvää käyttäytymistä tai joita ei pitäisi käsitellä vakiintuneina tietoina.

tausta

Tutkijat jatkavat keskustelua elinkelpoisen SARS-CoV-2-ribonukleiinihapon (RNA) aerosolisoitumisen riskistä sen ilmaantumisen jälkeen vuoden 2019 lopulla. Luotettavien viruseristystietojen puuttuessa superlevitystapahtumien retrospektiivinen analyysi on ainoa tapa uskoa, että tämä virus leviää aerosolien välityksellä. Esimerkiksi sairaalahuoneiden ilma on voinut aerosolisoida SARS-CoV-2:n. Tutkimukset eivät kuitenkaan ole osoittaneet tarttuvan potentiaalin omaavan aerosolisoidun SARS-CoV-2:n palautumista ja kvantifiointia.

Jäi kokeelliseksi haasteeksi kehittää luotettava menetelmä SARS-CoV-2:n havaitsemiseen ilmasta. Sytopaattiset testit paljastavat tarttuvien virusten läsnäolon; Tuloksesi ovat kuitenkin subjektiivisia. He luottavat usein teknikon asiantuntemukseen havaitakseen muutoksia solun morfologiassa, jotka johtuvat tartuttavista viruksista. Tämä tekee plakkimäärityksistä kultaisen standardin tarttuvien virusten määrittämisessä. Yksittäisten plakkien lukumäärä soluviljelmässä osoittaa siirrosteen virustiitterin plakkimäärityksissä.

Tietoja tutkimuksesta

Tässä tutkimuksessa tutkijat sumuttivat ensin SARS-CoV-2:ta (Delta-variantti) varastopitoisuudella 1,4 x 105 plakkia muodostavaa yksikköä (PFU)/ml luokan II mikrobiologisessa turvakaappissa (MBSC) käyttämällä bluestone-atomisaatiomoduulin (BLAM) sumutinta.

Jokaisessa tutkimustilanteessa he tuottivat aerosoleja nopeudella 18 litraa minuutissa (l/min) neljän minuutin ajan. MD8-lentokenttä, jossa oli gelatiinikalvoja, otti talteen SARS-CoV-2 RNA:ta nopeudella 30 l/min (yhteensä 50 litraa). Menetelmä perustui kalvon mekaaniseen liikkumiseen ja kemikaalien lisäämiseen.

Ryhmä testasi lukuisia muuttujia tutkimusprotokollan kehittämisen aikana. He suorittivat myös kolme biologista toistoa kullekin testatulle muuttujalle. Kaiken kaikkiaan he suorittivat tämän kokeen kolmessa vaiheessa.

Vaiheessa I ryhmä määritti, edellyttikö koe siirtymistä soluihin (rikastusvaihe) ennen plakkia. Lisäksi he määrittelivät optimaalisen ajan gelatiinikalvojen liukenemiselle. Optimaalinen aika gelatiinikalvojen liukenemiselle oli 1 tunnin, 4 tunnin ja 24 tunnin välillä. Lopuksi kunkin näytteen osalta he tutkivat liuenneiden kalvojen väliaikaiset säilytysolosuhteet Dulbeccon modifioidussa Eagle-väliaineessa (DMEM). Se on ensisijainen tutkimusmuuttuja, joka määrittää suspendoitujen gelatiinikalvojen viskositeetin, mikä puolestaan ​​vaikuttaa suspension tarkkaan pipetointiin. Säilytysolosuhteet vaihtelivat huoneenlämpötilasta (RT) 4 °C:seen ja -20 °C:seen.

Vaiheessa II ryhmä testasi DMEM-määrät (5 ml, 10 ml tai 20 ml), jotka vaadittiin gelatiinikalvon suspendoimiseen aerosolin sieppaamisen jälkeen. He ottivat huomioon myös solujen infektoimiseen tarvittavan näytetilavuuden (100 µl tai 200 µl). Vaiheessa III ryhmä mittasi gelatiinikalvojen jäätymisen vaikutuksia pian viruksen toipumisen jälkeen. Se auttoi heitä arvioimaan näytteenkäsittelyn sopivaksi laboratorion henkilökunnalle.

Tutkimustulokset

Yksittäinen läpikulku soluissa lisäsi SARS-CoV-2:n talteenottoa tutkimusmenetelmällä, vaikka kalvojen jäädyttäminen ennen suspendointia elatusaineeseen vähensi palautumista. Tutkimustietojen perusteella kirjoittajat suosittelevat, että näytteet käsitellään välittömästi keräyksen jälkeen. Valitettavasti vaatimus solujen siirrosta rajoitti alun perin ilmanäytteenoton aikana määritettyjen virustiitterien suoraa kvantifiointia. Vaikkakin pieniä määriä, määritysmenetelmä kykeni ottamaan talteen SARS-CoV-2:n solujen läpikulun kautta ennen plakkimääritystä.

Johtopäätökset

Kirjoittajat eivät pystyneet selventämään, pitikö tutkimusmenetelmä optimoida erikseen kullekin SARS-CoV-2-variantille (VOC). Siksi he suosittelivat kaikkien uusien VOC-yhdisteiden solutekniikoiden arvioimista optimoinnin puitteiden luomiseksi.

Laboratoriossa valmistetut aerosolit eivät pysty toistamaan kaikkia hiukkaskokoja ihmisen puheesta peräisin olevissa aerosoleissa. Lisäksi tutkimuksessa käytetty BLAM ei myöskään pystynyt toistamaan ihmisen uloshengityksen tuottamien virusaerosolien koostumusta. Lisäksi ihmisen tuottamat aerosolit vaihtelevat henkilöstä toiseen sairauden vakavuudesta riippuen. Tämänhetkiset tutkimustulokset voivat kuitenkin olla hyödyllisiä SARS-CoV-2-tartunnan jatkotutkimuksessa ja edistää ympäristönäytteenottomenetelmien kehittämistä.

*Tärkeä HUOMAUTUS:bioRxiv julkaisee alustavia tieteellisiä raportteja, joita ei ole vertaisarvioitu ja joita ei siksi pitäisi pitää vakuuttavina, jotka on tarkoitettu ohjaamaan kliinistä käytäntöä/terveyteen liittyvää käyttäytymistä tai joita ei pitäisi käsitellä vakiintuneina tietoina.

Viite:

• 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