En bærbar luftprøvetaker for å kvantifisere og påvise SARS-CoV-2 aerosoler i laboratorier

En bærbar luftprøvetaker for å kvantifisere og påvise SARS-CoV-2 aerosoler i laboratorier

I en fersk studie publisert i bioRxiv *Forskere i Storbritannia har evaluert en batteridrevet bærbar luftprøvetaker som kan gjenopprette alvorlig akutt respiratorisk syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2) aerosolisert i et laboratorium ved hjelp av en plakkanalyse.

Studere: En optimalisert metode for gjenvinning og kvantifisering av laboratoriegenererte SARS-CoV-2-aerosoler ved bruk av plakkanalyse. Bildekreditt: ktsdesign / Shutterstock

*Viktig MERK:bioRxiv publiserer foreløpige vitenskapelige rapporter som ikke er fagfellevurdert og derfor ikke bør anses som avgjørende, ment å veilede klinisk praksis/helserelatert atferd, eller behandles som etablert informasjon.

bakgrunn

Forskere fortsetter å diskutere den oppfattede risikoen for aerosolisering av levedyktig SARS-CoV-2 ribonukleinsyre (RNA) siden dens fremvekst i slutten av 2019. I mangel av pålitelige virusisolasjonsdata er en retrospektiv analyse av superspredningshendelser den eneste måten å tro at dette viruset overføres gjennom aerosoler. For eksempel kan luften i sykehusrom ha aerosolisert SARS-CoV-2. Studier har imidlertid ikke vist utvinning og kvantifisering av aerosolisert SARS-CoV-2 med smittepotensial.

Det forble en eksperimentell utfordring å utvikle en pålitelig metode for å oppdage SARS-CoV-2 fra luften. Cytopatiske tester viser tilstedeværelsen av smittsomme virus; Resultatene dine er imidlertid subjektive. De er ofte avhengige av en teknikers ekspertise for å oppdage endringer i cellemorfologi på grunn av infisering av virus. Dette gjør plakkanalyser til gullstandarden for å kvantifisere smittsomme virus. Antall individuelle plakk i cellekulturen indikerer virustiteren til inokulumet i plakkanalyser.

Om studiet

I denne studien forstøvet forskerne først SARS-CoV-2 (Delta-variant) ved en lagerkonsentrasjon på 1,4 x 105 plakkdannende enheter (PFU)/ml i et klasse II mikrobiologisk sikkerhetsskap (MBSC) ved bruk av en blåsteinsforstøvningsmodul (BLAM) forstøver.

For hver studietilstand genererte de aerosoler med en hastighet på 18 liter per minutt (L/min) i fire minutter. En MD8 flyplass med gelatinmembraner gjenvunnet SARS-CoV-2 RNA med en hastighet på 30 l/minutt (50 liter totalt). Metoden var basert på mekanisk bevegelse av membranen og tilsetning av kjemikalier.

Teamet testet en rekke variabler under utviklingen av studieprotokollen. De utførte også tre biologiske replikater for hver testet variabel. Totalt sett gjennomførte de dette eksperimentet i tre faser.

I fase I bestemte teamet om eksperimentet krevde passasje inn i celler (anrikningstrinn) før plakk. I tillegg bestemte de det optimale tidspunktet for oppløsning av gelatinmembraner. Den optimale tiden for oppløsning av gelatinmembraner var mellom en time, fire timer og 24 timer. Til slutt, for hver prøve, undersøkte de de midlertidige lagringsforholdene for oppløste membraner i Dulbeccos modifiserte Eagle-medium (DMEM). Det er den primære studievariabelen som bestemmer viskositeten til de suspenderte gelatinmembranene, som igjen påvirker nøyaktig pipettering av suspensjonen. Oppbevaringsforholdene varierte fra romtemperatur (RT) til 4°C og -20°C.

I fase II testet teamet mengdene DMEM (5 ml, 10 ml eller 20 ml) som kreves for å suspendere gelatinmembranen etter å ha fanget aerosolen. De vurderte også prøvevolumet som kreves for å infisere celler (100 µL eller 200 µL). I fase III målte teamet effekten av å fryse gelatinmembraner kort tid etter virusgjenoppretting. Det hjalp dem å vurdere prøvebehandlingen som praktisk for laboratoriepersonalet.

Studieresultater

En enkelt passasje i celler økte SARS-CoV-2-gjenvinningen ved studiemetoden, selv om frysing av membraner før suspensjon i kulturmedier reduserte utvinningen. Basert på studiedataene anbefaler forfatterne at prøver behandles umiddelbart etter innsamling. Dessverre begrenset kravet til cellepassasje den direkte kvantifiseringen av virustitere som opprinnelig ble bestemt under luftprøvetaking. Selv om det var i små mengder, var analysemetoden i stand til å gjenopprette SARS-CoV-2 gjennom cellepassasje før plakkanalysen.

Konklusjoner

Forfatterne var ikke i stand til å avklare om studiemetoden måtte optimaliseres separat for hver SARS-CoV-2-variant av bekymring (VOC). Derfor anbefalte de å evaluere alle celleteknologier for nye VOC-er for å gi et rammeverk for optimalisering.

Aerosolene som produseres i laboratoriet kan ikke reprodusere alle partikkelstørrelser i aerosoler avledet fra menneskelig tale. I tillegg klarte ikke BLAM brukt i studien å reprodusere sammensetningen av virale aerosoler produsert ved menneskelig utånding. I tillegg varierer menneskeskapte aerosoler fra person til person avhengig av alvorlighetsgraden av sykdommen. Ikke desto mindre kan de nåværende studieresultatene være nyttige i videre forskning på SARS-CoV-2-overføring og bidra til utviklingen av miljøprøvetakingsmetoder.

*Viktig MERK:bioRxiv publiserer foreløpige vitenskapelige rapporter som ikke er fagfellevurdert og derfor ikke bør anses som avgjørende, ment å veilede klinisk praksis/helserelatert atferd, eller behandles som etablert informasjon.

Referanse:

• 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