COVID-19 עולמי

בדיקות מעבדה למגיפה הבאה: עשרות אלפי דגימות בתוך יומיים

חוקרים בוינה פיתחו בדיקה המבוססת על הגברת החומר הנגיפי המתאימה לאבחון נגיף הקורונה ולנגיפים נשימתיים אחרים

בדיקת דם. אילוסטרציה

למרות שבכמה מדינות, במיוחד בישראל, מסע חיסון מהיר כמעט חיסל את מגיפת הקורונה, המחלה ממשיכה להשתולל במקומות רבים בעולם, ומדינות רבות ממתינות לתכניות חיסון רחבות היקף ולטיפולים אנטי-ויראליים יעילים. כדי למנוע את התפשטות את המחלה ולהתמודד עם וריאנטים, גם המדינות המחוסנות זקוקות לבדיקות מעבדה יעילות.

בדיקות מולקולריות המאתרות נוכחות של הנגיף SARS-CoV-2 הן הדרך הטובה ביותר לבודד מקרים חיוביים ולהכיל את התפשטות הנגיף. ישנן כמה שיטות כאלו: גילוי חלבונים נגיפיים (בדיקת אנטיגן), או גילוי נוכחות של  RNA  נגיפי (בדיקת PCR) בדגימות שנלקחות במטוש מהאף והלוע.

בדיקות האנטיגן פשוטות יותר לוגיסטית ומאפשרות בדיקות המוניות, אך כוח הגילוי שלהן חלש יחסית - אנשים נגועים הנושאים כמויות נמוכות של נגיף נותרים בלתי מזוהים ויכולים להמשיך להדביק אנשים אחרים. לעומת זאת, בדיקות PCR רגישות יותר כיוון שהן מכפילות את שברי הגנום הנגיפי לפני שנערכת סריקה לאיתור הנגיף. עם זאת, הם מסתמכים על איתור תוויות פלואורסצנטיות המתייגות רצפים נגיפיים, כלומר איגום של דגימות המגיעות מאנשים שונים הופך את התהליך ללא יעיל. אם המאגר הנבדק חיובי, יש לבחון שוב את כל הדגימות בקבוצה הנבדקת כדי לזהות את מקור האות הפלואורסצנטי. הדבר דורש מכונות רבות ויקרות, והתהליך איטי.

בתחילת המגיפה, מדענים במכון BioCenter בוינה החליטו לחפש דרך לייעל את הבדיקות. מומחים לגנומיקה, ביוכימיה של RNA ומנתחי מידע פיתחו שיטה שמאפשרת לבדוק כמויות גדולות של דגימות באותה רגישות כמו בדיקות PCR רגילות. השיטה נקראת SARSeq, היא מסוגלת לעבד עד 36,000 דגימות בפחות מ-48 שעות ובעלת ספציפיות ורגישות גבוהים. המאמר המתאר אותה פורסם בכתב העת Nature Communications.

עיקרון הבדיקה הוא פשוט מבחינה רעיונית: דגימות ממטופלים נאספות לצלחת בארות (מיקרוטיטר) שמכילה הרבה בארות קטנות, כשלכל באר מוכנסת דגימה יחידה. מקטע של RNA ייחודי לקורונה, הגן נוקלאוקפסיד, מומר באופן סלקטיבי ל-DNA ועובר הגברתPCR  בכל באר שמכיל אותו.

הגברת החומר הנגיפי מדגימות בודדות יוצר הומוגניזציה של כמותו בדגימות חיוביות, דבר שהופך את שיטת      SARSeq לרגישה מאוד. בתוך אלפי הדגימות שאפשר לבדוק במקביל, חלקן עשויות להכיל עד עששרה מיליון יותר חלקיקי נגיף מאחרות. אם הדגימות האלו היו מאוגמות לפני הגברת PCR, דגימות עם כמות גדולה של חומר נגיפי היו מסוות מקרים חיוביים אחרים.

בשיטת SARSeq כל דגימה מקבלת סט ייחודי של רצפי DNA קצרים - ברקודים - שמתחברים ל DNA-הנגיפי המגביר. בשלב ההגברה השני, כל הדגימות מצלחת אחת מאוגמות לבאר אחת, שמקבלת סדרה שונה של ברקודי DNA ייחודיים. אפשר לאגם שוב את התוכן של צלחות באר נוספות, שכן מולקולות ה-DNA של כל דגימה הן בעלות רצף ייחודי של שני ברקודים. שיטת האיגום והברקוד הזו הופכת את שיטת SARSeq לספציפית מאוד והיא יכולה לתת מענה לגידול בכמות העבודה.

השיטה משתמשת בשיטת ריצוף גנטי שנקראת Next Generation Sequencing Technology (NGS), הטכנולוגיה ששימשה לריצוף הגנום האנושי. מכונת NGS מעבדת את הדגימות המאוגמות ומציינת אילו דגימות מכילות חומר נגיפי. הברקודים מ-DNA מבדילים בין הדגימות החיוביות ומראים לאיזה מטופל הן שייכות. השיטה מבוססת NGS מאפשרת לבדוק כמה גדילי RNA במקביל, כולל RNA ממחוללי מחלות אחרות.

החוקרים, שהשתמשו במתקן  NGSבמכון בוינה, באנזימים שייצרו בעצמם ובמערכת ניתוח בדיקות שייצרו, צופים שכל בדיקה תעלה פחות מחמישה יורו. השיטה יכולה להיות מיושמת גם על פתוגנים נשימתיים אחרים כמו נגיף שפעת והצטננות ונגיפים אחרים, ועשויה לסייע במניעת מגיפות אחרות שעלולות להתפתח בשל צפיפות האוכלוסיה וקרבת בני אדם לבעלי חיים, כפי שקרה במגיפה הנוכחית.

נושאים קשורים:  בדיקה לקורונה,  חדשות,  19-COVID
תגובות