Prenosný vzorkovač vzduchu na kvantifikáciu a detekciu aerosólov SARS-CoV-2 v laboratóriách

Prenosný vzorkovač vzduchu na kvantifikáciu a detekciu aerosólov SARS-CoV-2 v laboratóriách

V nedávnej štúdii publikovanej v bioRxiv *Výskumníci v Spojenom kráľovstve hodnotili batériou napájaný prenosný vzorkovač vzduchu, ktorý by mohol obnoviť koronavírus 2 (SARS-CoV-2) s ťažkým akútnym respiračným syndrómom v aerosóle v laboratóriu pomocou plakového testu.

štúdium: Optimalizovaná metóda na regeneráciu a kvantifikáciu laboratórne generovaných aerosólov SARS-CoV-2 pomocou plakového testu. Obrazový kredit: ktsdesign / Shutterstock

*Dôležitá POZNÁMKA:bioRxiv publikuje predbežné vedecké správy, ktoré nie sú recenzované odborníkmi, a preto by sa nemali považovať za presvedčivé, určené na usmernenie klinickej praxe/správania súvisiaceho so zdravím, alebo by sa s nimi nemalo zaobchádzať ako s overenými informáciami.

pozadia

Výskumníci pokračujú v diskusii o vnímanom riziku aerosolizácie životaschopnej ribonukleovej kyseliny (RNA) SARS-CoV-2 od jej objavenia sa koncom roka 2019. Pri absencii spoľahlivých údajov o izolácii vírusu je retrospektívna analýza udalostí superšírenia jediným spôsobom, ako sa domnievať, že tento vírus sa prenáša prostredníctvom aerosólov. Napríklad vzduch v nemocničných izbách mohol aerosolizovať SARS-CoV-2. Štúdie však nepreukázali regeneráciu a kvantifikáciu aerosolizovaného SARS-CoV-2 s infekčným potenciálom.

Zostalo experimentálnou výzvou vyvinúť spoľahlivú metódu na detekciu SARS-CoV-2 zo vzduchu. Cytopatické testy odhaľujú prítomnosť infekčných vírusov; Vaše výsledky sú však subjektívne. Pri detekcii zmien v morfológii buniek v dôsledku infikujúcich vírusov sa často spoliehajú na odborné znalosti technika. To robí z plakových testov zlatý štandard na kvantifikáciu infekčných vírusov. Počet jednotlivých plakov v bunkovej kultúre indikuje vírusový titer inokula v plakových testoch.

O štúdiu

V tejto štúdii výskumníci najprv rozprášili SARS-CoV-2 (variant Delta) v zásobnej koncentrácii 1,4 x 105 jednotiek tvoriacich plak (PFU)/ml v mikrobiologickej bezpečnostnej skrini triedy II (MBSC) pomocou rozprašovača s bluestone atomizačným modulom (BLAM).

Pre každú podmienku štúdie generovali aerosóly rýchlosťou 18 litrov za minútu (l/min) počas štyroch minút. Letisko MD8 so želatínovými membránami získalo RNA SARS-CoV-2 rýchlosťou 30 l/min (celkovo 50 litrov). Metóda bola založená na mechanickom pohybe membrány a pridávaní chemikálií.

Tím testoval množstvo premenných počas vývoja protokolu štúdie. Uskutočnili tiež tri biologické replikácie pre každú testovanú premennú. Celkovo tento experiment uskutočnili v troch fázach.

Vo fáze I tím určil, či experiment vyžaduje prechod do buniek (krok obohatenia) pred plakovaním. Okrem toho určili optimálny čas na rozpustenie želatínových membrán. Optimálny čas na rozpustenie želatínových membrán bol medzi jednou hodinou, štyrmi hodinami a 24 hodinami. Nakoniec pre každú vzorku skúmali podmienky dočasného skladovania rozpustených membrán v Dulbeccovom modifikovanom Eagle médiu (DMEM). Je to primárna premenná štúdie, ktorá určuje viskozitu suspendovaných želatínových membrán, čo zase ovplyvňuje presné pipetovanie suspenzie. Podmienky skladovania sa pohybovali od izbovej teploty (RT) do 4 °C a -20 °C.

Vo fáze II tím testoval množstvá DMEM (5 ml, 10 ml alebo 20 ml) potrebné na suspendovanie želatínovej membrány po zachytení aerosólu. Zvážili tiež objem vzorky potrebný na infikovanie buniek (100 ul alebo 200 ul). Vo fáze III tím meral účinky zmrazenia želatínových membrán krátko po zotavení vírusu. Pomohlo im to posúdiť spracovanie vzoriek ako vhodné pre pracovníkov laboratória.

Výsledky štúdie

Jediný prechod v bunkách zvýšil regeneráciu SARS-CoV-2 metódou štúdie, hoci zmrazenie membrán pred suspendovaním v kultivačnom médiu znížilo regeneráciu. Na základe údajov zo štúdie autori odporúčajú spracovať vzorky ihneď po odbere. Žiaľ, požiadavka na pasážovanie buniek obmedzila priamu kvantifikáciu vírusových titrov pôvodne určených počas odberu vzoriek vzduchu. Hoci v malých množstvách, testovacia metóda bola schopná získať SARS-CoV-2 pasážou buniek pred testom plakov.

Závery

Autori neboli schopní objasniť, či je potrebné metódu štúdie optimalizovať samostatne pre každý variant obavy (VOC) SARS-CoV-2. Preto odporučili vyhodnotiť všetky bunkové technológie pre nové VOC s cieľom poskytnúť rámec pre optimalizáciu.

Aerosóly vyrobené v laboratóriu nedokážu reprodukovať všetky veľkosti častíc v aerosóloch odvodených z ľudskej reči. Okrem toho BLAM použitý v štúdii tiež nedokázal reprodukovať zloženie vírusových aerosólov produkovaných ľudským výdychom. Okrem toho sa aerosóly vytvorené človekom líšia od človeka k človeku v závislosti od závažnosti ochorenia. Napriek tomu by výsledky súčasnej štúdie mohli byť nápomocné pri ďalšom výskume prenosu SARS-CoV-2 a prispieť k rozvoju metód odberu vzoriek z prostredia.

*Dôležitá POZNÁMKA:bioRxiv publikuje predbežné vedecké správy, ktoré nie sú recenzované odborníkmi, a preto by sa nemali považovať za presvedčivé, určené na usmernenie klinickej praxe/správania súvisiaceho so zdravím, alebo by sa s nimi nemalo zaobchádzať ako s overenými informáciami.

Referencia:

• 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