En bärbar luftprovtagare för att kvantifiera och detektera SARS-CoV-2-aerosoler i laboratorier

En bärbar luftprovtagare för att kvantifiera och detektera SARS-CoV-2-aerosoler i laboratorier

I en nyligen publicerad studie publicerad i bioRxiv *Forskare i Storbritannien har utvärderat en batteridriven bärbar luftprovtagare som kan återställa allvarligt akut respiratoriskt syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2) som aerosoliserats i ett laboratorium med hjälp av en plackanalys.

Studera: En optimerad metod för återvinning och kvantifiering av laboratoriegenererade SARS-CoV-2-aerosoler med plackanalys. Bildkredit: ktsdesign / Shutterstock

*Viktig OBS:bioRxiv publicerar preliminära vetenskapliga rapporter som inte är peer-reviewed och därför inte ska anses vara avgörande, avsedda att vägleda klinisk praxis/hälsorelaterat beteende eller behandlas som etablerad information.

bakgrund

Forskare fortsätter att diskutera den upplevda risken för att aerosolisera livskraftig SARS-CoV-2-ribonukleinsyra (RNA) sedan dess uppkomst i slutet av 2019. I avsaknad av tillförlitliga virusisoleringsdata är en retrospektiv analys av superspridningshändelser det enda sättet att tro att detta virus överförs genom aerosoler. Till exempel kan luften i sjukhusrummen ha aerosoliserat SARS-CoV-2. Studier har dock inte visat återhämtning och kvantifiering av aerosoliserat SARS-CoV-2 med smittsam potential.

Det förblev en experimentell utmaning att utveckla en pålitlig metod för att detektera SARS-CoV-2 från luften. Cytopatiska tester avslöjar närvaron av infektiösa virus; Dina resultat är dock subjektiva. De förlitar sig ofta på en teknikers expertis för att upptäcka förändringar i cellmorfologi på grund av infekterande virus. Detta gör plackanalyser till guldstandarden för att kvantifiera infektiösa virus. Antalet individuella plack i cellkulturen indikerar virustitern för inokulumet i plackanalyser.

Om studien

I den aktuella studien nebuliserade forskarna först SARS-CoV-2 (Delta-variant) vid en lagerkoncentration på 1,4 x 105 plackbildande enheter (PFU)/ml i ett mikrobiologiskt säkerhetsskåp av klass II (MBSC) med en blåstensförstöringsmodul (BLAM) nebulisator.

För varje studietillstånd genererade de aerosoler med en hastighet av 18 liter per minut (L/min) under fyra minuter. En MD8-flygplats med gelatinmembran återvann SARS-CoV-2-RNA med en hastighet av 30 l/minut (50 liter totalt). Metoden baserades på mekanisk förflyttning av membranet och tillsats av kemikalier.

Teamet testade många variabler under utvecklingen av studieprotokollet. De genomförde också tre biologiska replikat för varje testad variabel. Sammantaget genomförde de detta experiment i tre faser.

I fas I bestämde teamet om experimentet krävde passage in i celler (anrikningssteg) innan plackning. Dessutom bestämde de den optimala tiden för upplösning av gelatinmembran. Den optimala tiden för upplösning av gelatinmembran var mellan en timme, fyra timmar och 24 timmar. Slutligen, för varje prov, undersökte de de tillfälliga lagringsförhållandena för upplösta membran i Dulbeccos modifierade Eagle-medium (DMEM). Det är den primära studievariabeln som bestämmer viskositeten hos de suspenderade gelatinmembranen, vilket i sin tur påverkar den exakta pipeteringen av suspensionen. Förvaringsförhållandena varierade från rumstemperatur (RT) till 4°C och -20°C.

I fas II testade teamet mängden DMEM (5 ml, 10 ml eller 20 ml) som krävs för att suspendera gelatinmembranet efter att aerosolen tagits upp. De tog också hänsyn till den provvolym som krävs för att infektera celler (100 µL eller 200 µL). I fas III mätte teamet effekterna av att frysa gelatinmembran kort efter virusåterhämtningen. Det hjälpte dem att bedöma provbehandlingen som lämplig för laboratoriepersonalen.

Studieresultat

En enda passage i celler ökade SARS-CoV-2-återvinningen genom studiemetoden, även om frysning av membran före suspension i odlingsmedier minskade återhämtningen. Baserat på studiedata rekommenderar författarna att prover bearbetas omedelbart efter insamling. Tyvärr begränsade kravet på cellpassage den direkta kvantifieringen av virustitrar som ursprungligen bestämdes under luftprovtagning. Även om det var i små mängder kunde analysmetoden återvinna SARS-CoV-2 genom cellpassage före plackanalysen.

Slutsatser

Författarna kunde inte klargöra om studiemetoden behövde optimeras separat för varje SARS-CoV-2-variant av oro (VOC). Därför rekommenderade de att utvärdera all cellteknik för nya VOC för att tillhandahålla ett ramverk för optimering.

De aerosoler som produceras i laboratoriet kan inte reproducera alla partikelstorlekar i aerosoler som härrör från mänskligt tal. Dessutom misslyckades BLAM som användes i studien att reproducera sammansättningen av virala aerosoler som produceras av mänsklig utandning. Dessutom varierar mänskligt genererade aerosoler från person till person beroende på sjukdomens svårighetsgrad. Ändå kan de aktuella studieresultaten vara till hjälp i ytterligare forskning om SARS-CoV-2-överföring och bidra till utvecklingen av miljöprovtagningsmetoder.

*Viktig OBS:bioRxiv publicerar preliminära vetenskapliga rapporter som inte är peer-reviewed och därför inte ska anses vara avgörande, avsedda att vägleda klinisk praxis/hälsorelaterat beteende eller behandlas som etablerad information.

Hänvisning:

• 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