Een draagbare luchtmonsternemer voor het kwantificeren en detecteren van SARS-CoV-2-aërosolen in laboratoria

Een draagbare luchtmonsternemer voor het kwantificeren en detecteren van SARS-CoV-2-aërosolen in laboratoria

Uit een recente studie gepubliceerd in bioRxiv *Onderzoekers in het Verenigd Koninkrijk hebben een draagbare luchtmonsternemer op batterijen geëvalueerd die het ernstige acute respiratoire syndroom coronavirus 2 (SARS-CoV-2) in een laboratorium kan herstellen met behulp van een plaquetest.

Studie: Een geoptimaliseerde methode voor het terugwinnen en kwantificeren van in het laboratorium gegenereerde SARS-CoV-2-aërosolen met behulp van plaque-assay. Beeldcredits: ktsdesign / Shutterstock

*Belangrijke OPMERKING:bioRxiv publiceert voorlopige wetenschappelijke rapporten die niet door vakgenoten zijn beoordeeld en daarom niet als overtuigend mogen worden beschouwd, niet bedoeld zijn als leidraad voor de klinische praktijk/gezondheidsgerelateerd gedrag, of moeten worden behandeld als gevestigde informatie.

achtergrond

Onderzoekers blijven debatteren over het waargenomen risico van het in aërosol brengen van levensvatbaar SARS-CoV-2-ribonucleïnezuur (RNA) sinds de opkomst ervan eind 2019. Bij gebrek aan betrouwbare virusisolatiegegevens is een retrospectieve analyse van superverspreidende gebeurtenissen de enige manier om te geloven dat dit virus via aerosolen wordt overgedragen. De lucht in ziekenhuiskamers kan bijvoorbeeld SARS-CoV-2 in aërosolvorm hebben gevormd. Studies hebben echter niet het herstel en de kwantificering van vernevelde SARS-CoV-2 met infectieus potentieel aangetoond.

Het bleef een experimentele uitdaging om een ​​betrouwbare methode te ontwikkelen om SARS-CoV-2 vanuit de lucht te detecteren. Cytopathische tests onthullen de aanwezigheid van infectieuze virussen; Uw resultaten zijn echter subjectief. Ze vertrouwen vaak op de expertise van een technicus om veranderingen in de celmorfologie als gevolg van het infecteren van virussen te detecteren. Dit maakt plaque-assays tot de gouden standaard voor het kwantificeren van infectieuze virussen. Het aantal individuele plaques in de celcultuur geeft de virustiter van het inoculum in plaquetesten aan.

Over de studie

In de huidige studie vernevelden onderzoekers eerst SARS-CoV-2 (Delta-variant) met een voorraadconcentratie van 1,4 x 105 plaquevormende eenheden (PFU)/ml in een microbiologische veiligheidskast (MBSC) van klasse II met behulp van een arduinen vernevelingsmodule (BLAM).

Voor elke studieconditie genereerden ze gedurende vier minuten aërosolen met een snelheid van 18 liter per minuut (l/min). Een MD8-luchthaven met gelatinemembranen recupereerde SARS-CoV-2 RNA met een snelheid van 30 l/minuut (50 liter totaal). De methode was gebaseerd op mechanische beweging van het membraan en de toevoeging van chemicaliën.

Het team testte talloze variabelen tijdens de ontwikkeling van het onderzoeksprotocol. Ze voerden ook drie biologische replicaties uit voor elke geteste variabele. Over het algemeen voerden ze dit experiment in drie fasen uit.

In Fase I bepaalde het team of het experiment passage in cellen vereiste (verrijkingsstap) vóór plaquevorming. Bovendien bepaalden ze het optimale tijdstip voor het oplossen van gelatinemembranen. De optimale tijd voor het oplossen van gelatinemembranen lag tussen één uur, vier uur en 24 uur. Ten slotte onderzochten ze voor elk monster de tijdelijke opslagomstandigheden van opgeloste membranen in Dulbecco's gemodificeerd Eagle-medium (DMEM). Het is de primaire onderzoeksvariabele die de viscositeit van de gesuspendeerde gelatinemembranen bepaalt, wat op zijn beurt de nauwkeurige pipettering van de suspensie beïnvloedt. De opslagomstandigheden varieerden van kamertemperatuur (RT) tot 4°C en −20°C.

In Fase II testte het team de hoeveelheden DMEM (5 ml, 10 ml of 20 ml) die nodig waren om het gelatinemembraan op te hangen na het opvangen van de aerosol. Ze hielden ook rekening met het monstervolume dat nodig is om cellen te infecteren (100 µl of 200 µl). In Fase III mat het team de effecten van het bevriezen van gelatinemembranen kort na virusherstel. Het hielp hen de monsterverwerking als handig te beoordelen voor laboratoriumpersoneel.

Studieresultaten

Een enkele passage in cellen verhoogde het herstel van SARS-CoV-2 volgens de onderzoeksmethode, hoewel het invriezen van membranen vóór suspensie in kweekmedia het herstel verminderde. Op basis van de onderzoeksgegevens adviseren de auteurs om monsters onmiddellijk na afname te verwerken. Helaas beperkte de vereiste voor celpassage de directe kwantificering van virustiters die oorspronkelijk werden bepaald tijdens luchtbemonstering. Hoewel het in kleine hoeveelheden ging, kon de testmethode SARS-CoV-2 terugwinnen via celpassage vóór de plaquetest.

Conclusies

De auteurs konden niet verduidelijken of de onderzoeksmethode afzonderlijk moest worden geoptimaliseerd voor elke zorgwekkende SARS-CoV-2-variant (VOC). Daarom adviseerden ze om alle celtechnologieën voor nieuwe VOS te evalueren om een ​​raamwerk voor optimalisatie te bieden.

De in het laboratorium geproduceerde aërosolen kunnen niet alle deeltjesgroottes reproduceren in aërosolen die zijn afgeleid van menselijke spraak. Bovendien slaagde de in het onderzoek gebruikte BLAM er ook niet in de samenstelling van virale aerosolen te reproduceren die door menselijke uitademing worden geproduceerd. Bovendien variëren de door de mens gegenereerde aerosolen van persoon tot persoon, afhankelijk van de ernst van de ziekte. Niettemin kunnen de huidige onderzoeksresultaten nuttig zijn bij verder onderzoek naar de overdracht van SARS-CoV-2 en bijdragen aan de ontwikkeling van methoden voor monstername in het milieu.

*Belangrijke OPMERKING:bioRxiv publiceert voorlopige wetenschappelijke rapporten die niet door vakgenoten zijn beoordeeld en daarom niet als overtuigend mogen worden beschouwd, niet bedoeld zijn als leidraad voor de klinische praktijk/gezondheidsgerelateerd gedrag, of moeten worden behandeld als gevestigde informatie.

Referentie:

• 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