Видео дня
SwabSeq – тест на COVID-19 с большими возможностями
Чтобы предотвратить передачу SARS-CoV-2, требуется частое и повсеместное тестирование бессимптомных людей для выявления вируса. Тесты, основанные на методах количественной полимеразной цепной реакции (ПЦР), не могут быть легко развернуты в масштабе, необходимом для скрининга населения.
Одним из основных препятствий в расширении масштабов диагностических ПЦР-тестов является этап очистки РНК. Извлечение РНК сложно автоматизировать, что делает его трудоемким этапом, а цепочки поставок не могут удовлетворить спрос на необходимые реагенты во время пандемии.
Команда ученых из Медицинской школы Дэвида Геффена Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Инженерной школы Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработали новый метод – секвенирование следующего поколения объединенных образцов, помеченных специфичными для образцов молекулярными штрих-кодами. Это позволяет тестировать тысячи образцов из носа или слюны на РНК SARS-CoV-2 за один прогон без необходимости выделения РНК.
Анализ был назван SwabSeq, он включает стандарт синтетической РНК, который облегчает количественную оценку конечных точек и выявление истинных отрицательных результатов, что снижает требования к автоматизации, очистке и нормализации от образца к образцу.
Результаты своей работы ученые недавно опубликовали в журнале Nature Biomedical Engineering. SwabSeq был использован для выполнения 80 000 тестов с аналитической чувствительностью и специфичностью, сравнимой или лучшей, чем у традиционных тестов ПЦР, менее чем за два месяца. Время обработки – менее 24 часов.
Что собой представляет SwabSeq
SwabSeq использует специфичные для образцов молекулярные штрих-коды для одновременного анализа тысяч образцов на наличие или отсутствие SARS-CoV-2. SwabSeq получил разрешение FDA на экстренное использование в октябре и в настоящее время развернут в UCLA в лаборатории CLIA высокой сложности, которая с декабря 2020 года выполнила более 150 тыс. тестов.
SwabSeq – гибкий, простой и масштабируемый протокол, позволяющий быстро расширить масштабы тестирования на новые патогены, включая COVID-19 и будущие появляющиеся вирусы. Он состоит из пяти шагов:
сбор образца;
обратная транскрипция и ПЦР с использованием праймеров, которые содержат уникальные молекулярные индексы в положениях i7 и i5;
простое объединение (без нормализации) и очистка образцов с уникальным штрих-кодом для подготовки библиотеки;
секвенирование объединенной библиотеки;
вычислительное присвоение считываний секвенирования со штрих-кодом каждому образцу для подсчета и обнаружения вирусов.
Исследователи говорят, что оптимизировали SwabSeq с учетом двух приоритетов: большой охват и низкая стоимость. Это ключевые факторы, которые отсутствуют в текущей диагностике COVID-19.
Доцент и ведущий научный сотрудник проекта доктор Валери Арболеда сказала, что результаты демонстрируют возможность использования SwabSeq для тестирования SARS-CoV-2 в беспрецедентных масштабах. Это может стать потенциальным решением проблемы тестирования всего населения, что поможет остановить распространение вируса.
Сколько образцов можно обработать
Исследователи подсчитали, что один человек может обработать шесть 384-луночных планшетов в час с помощью автоматического манипулятора с жидкостями. В лаборатории разработчиков это количество было увеличено до четырех устройств для обработки жидкостей, что эквивалентно производительности в 9 216 образцов в час.
Лаборатория, работающая 24 часа в сутки, может обрабатывать более 100 000 проб в сутки. Более того, мультиплексирование после ПЦР и создание библиотеки спроектированы таким образом, что один человек может одновременно обрабатывать тысячи образцов; количество образцов зависит только от мощности секвенсора.
SwabSeq – это модификация технологии Octant, которая применяется для открытия лекарств и стала широко доступной для борьбы с пандемией. Она обладает чрезвычайно высокой чувствительностью и специфичностью для обнаружения вирусной РНК в очищенных образцах. SwabSeq может быть быстро адаптирован для обнаружения других патогенов.
