מיקרופלואידיקה לבדיקות אבחון מולקולריות וסרולוגיות

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email
פרסומת
X-ray_Promo1


מיקרופלואידיקה לבדיקות אבחון מולקולריות וסרולוגיות

יותר משנה לאחר המגיפה, היו מעל 120 מיליון אנשים שנדבקו בנגיף ה- COVID-19 ברחבי העולם וכמעט 3 מיליון מקרי מוות. יותר מ -400 מיליון מנות של חיסונים מסוג COVID-19 ניתנו1.

חוסר היכולת לזהות נשאים אסימפטומטיים ביעילות היה מניע ההתפשטות. מה אם הייתה לנו יכולת לבדוק זיהומים במהירות ובהיקף עצום בשלב מוקדם? מה אם נוכל לזהות ביעילות את המפיצים ללא תסמינים ולבודד אותם? מה אם היו לנו תוצאות יעילות יותר, מהירות יותר, וכלים ניתנים לפריסה במחיר סביר, המסוגלים לאתר, לסקר ולסקור מספר רב של חולים לפני ואחרי הנגוע? כלי כזה יהיה מחליף משחק שיכול למנוע מגפות ולהציל חיים רבים.

אבחון בזמן ומהיר כפתרון

איתור אנשים נגועים לפני התפתחות הסימפטומים חיוני למניעת ההתפשטות. למרבה הצער, פלטפורמות איתור האבחון הנוכחיות עלולות להיכשל בזיהוי זיהום בשלב האסימפטומטי מאפס לסביבות 7 ימים. עד כה, מערכת הבריאות שלנו השתמשה בשלוש קטגוריות עיקריות של בדיקות אבחון: שיטות בדיקת אבחון מולקולריות כגון תגובת שרשרת פולימראז של שעתוק הפוך (RT-PCR) והגברה איזותרמית בתיווך לולאה (LAMP); בדיקות אנטיגן (הן מהירות והן מבוססות מעבדה); ומבחנים סרולוגיים המאתרים נוכחות של נוגדנים בדם.

בדיקות מולקולריות וסרולוגיות הן בדיקות האבחון המומלצות והמקובלות מכיוון שהן מציעות רגישות וספציפיות גבוהה. בדיקות מולקולריות הן תקן הזהב בזיהוי זיהום לפני התפתחות נוגדנים, ולאחר מכן הבדיקה הסרולוגית הופכת ליקרת ערך. ארגון הבריאות העולמי (ארגון הבריאות העולמי) ממליץ על שימוש בבדיקות אלו בשלבים ללא תסמינים וסימפטומים, בהתאם ליום האפשרי להדבקה. עם זאת, שתי הבדיקות נדרשות בין 12-72 שעות כדי להשיג תוצאות מהפלטפורמות הקיימות, שכן יש לשלוח את דגימת המטופל למעבדה מרכזית. ימי המתנה לתוצאה הם יקרים ומדאיגים. רצועות בדיקת אנטיגן מהוות חלופה לאיתור אנטיגנים נגיפיים, אולם הרגישות של בדיקה מהירה מסוג זה נמוכה

מיקרו-נוזלים כמאפשרים כלים באבחון

מיקרופלואידיקה היא טכניקת טיפול בנוזלים המאפשרת מניפולציה של נוזלים בקנה מידה מיקרו באמצעות תעלות, תאים, נתיבי נוזלים ותכונות אחרות מתחת למילימטר.3. הוא משתמש בנפחי נוזלים קטנים ומאפשר שליטה על הובלה נוזלית וערבוב של מולקולות כדי לאפשר הפרדה וזיהוי של אנליטים בדיוק ורגישות גבוהה.

מיקרופלואידיקה מאפשרת למזער את מבחני המעבדה לטביעת רגל קטנה. מבחני אבחון מורכבים הנערכים במעבדות מרכזיות ניתנים ליישום בנקודת הטיפול או במקומות הדורשים איתור מוקדם או בדיקה מוקדמת. מכשירים מיקרופלואידיים יכולים ללבוש צורה של מחסנית או שבב מעבדה. טכנולוגיה זו מספקת ניידות ופריסה וגילוי מהירים. זה יכול ליישם בדיקה מולקולרית או סרולוגית מקובלת במחסנית חד פעמית המספקת דיוק במעבדה.

התקני נקודת טיפול (POC) עם תהליכים משולבים במיקרו-נוזלים יכולים לספק אבחונים מהירים במהירות 10-15 דקות לאחר איסוף הדגימות מחולים. ניתן להשתמש במכשירים כאלה במשרדים, בתים, בתי ספר, במקומות ציבוריים ואפילו בשדות תעופה ללא צורך במעבדות מרכזיות. עם מיקרו-נוזלים באבחון, התוצאות ישופרו על ידי אספקה ​​מהירה של מידע הנדרש לאנשי מקצוע בתחום הבריאות בכדי למנוע את התפשטות המחלה. יתרונות מכשיר ה- POC כוללים סבירות, פלט מדויק ואמין, קלות שימוש, חוסן, תוצאות מהירות וניידות.

בדיקות אבחון מולקולריות המופעלות באמצעות מיקרופלואידיקה

בדיקות PCR מבוססות מולקולריות נשענות על יכולתן לזהות נוכחות של נגיף על ידי הגברת החומרים הגנטיים שלו (בניגוד לאיתור נוכחות התגובה החיסונית של הגוף, כלומר נוגדנים). איתור RNA נגיפי לפני שנוצרים נוגדנים או סימפטומים מוקדמים מתחילים להתבטא הוא כלי רב עוצמה במאבק ב- COVID-19. PCR נותן אינדיקציה טובה למי באוכלוסייה נגוע בשלב האסימפטומטי, מה שמספק לפקידי בריאות הציבור תמונה ברורה יותר של התפשטות המחלה.

מספר בדיקות מולקולריות המופעלות באמצעות מיקרו-נוזלים זמינות ואושרו במסגרת ה- EUA4. בדיקות אלה כוללות מחסנית עם ערכת ריאגנטים. דוגמאות נאספות באמצעות ספוגית אף-גרון ומונחות במחסנית. מיקרו-נוזלים מנהלים את הכנת הדגימה, הובלת ואחסון נוזלים, ערבוב ריאגנטים במהלך ההגברה וקריאת התוצאות באמצעים חשמליים או אופטיים. מיקרופלואידיקה מייעלת את זרימת העבודה וזמינותה ומאפשרת לאנשים שאינם מאומנים להריץ את הבדיקה בהוראות מינימליות. זה יכול להתאים בקלות על כל שולחן עבודה. המחסנית הינה שימוש חד פעמי וניתן להיפטר ממנה כדי למנוע זיהום.

פריסת בדיקות אבחון מולקולריות התומכות במיקרו-נוזלים עשויה שלא להגדיל את התפוקה בהשוואה למעבדה המרכזית RT-PCRat. עם זאת, הם יכולים לספק שיטה לבדיקות מבוזרות בסמוך לנקודת הטיפול, ובכך לתת תמונה מלאה יותר של התפשטות ולאפשר תגובה מהירה.

בדיקת אבחון סרולוגית המופעלת באמצעות מיקרו-נוזלים

כלי אבחון נוסף הוא בדיקה סרולוגית5. בדיקות סרולוגיות מגלות נוכחות של נוגדנים נגיפיים ולא נוכחות של הנגיף. כתוצאה מכך, בדיקות כאלה אינן מתאימות לגילוי המחלה בשלבים המוקדמים של ההדבקה. במקום זאת הם קובעים את התגובה החיסונית של האדם לנגיף. מערכת החיסון שלנו מייצרת סוגים שונים של נוגדנים בשלבים שונים של זיהום. לאחר זיהום, המערכת החיסונית שלנו מנסה להשיב מלחמה על ידי ייצור נוגדנים ספציפיים לנגיף. מחקרים מראים כי ניתן לאתר נוגדנים אלה באופן מהימן 14 יום לאחר שאדם נדבק ב- COVID-19.

באמצעות בדיקות סרולוגיות, קשה לקבוע מי נדבק כרגע מכיוון שהנוגדנים נוצרים שבוע-שבועיים לאחר ההדבקה הראשונית כאשר יתכן שהנגיף כבר נוקה מהאדם הנגוע. התרומה המשמעותית ביותר של בדיקה סרולוגית היא בכך שהיא יכולה לשמש ככלי מעקב כדי לקבוע איזה אחוז מהאוכלוסייה נגוע. בהתחשב בעובדות אלה, בקרוב יידרשו בדיקות אבחון סרולוגיות למיליוני אנשים לצורך בדיקה ומעקב לאחר ההדבקה, ולאחר שהחיסון הוענק באופן נרחב.

בדיקות אבחון סרולוגיות המותאמות למיקרו-נוזלים פותחו בשנים האחרונות לאיתור נוכחות נוגדנים. כלי אבחון דומים פותחו ושימשו במחקר לניהול הכנת הדגימה של הדם ותוצרי הלוואי שלו. ניתן להתאים טכנולוגיות מיקרו-נוזליות לאיסוף דם, מדידה, פירוק, ערבוב וגילוי למחסניות בדיקה סרולוגיות שיכולות להקל על בדיקות כאלה, עם תוצאות מהירות וחסכוניות. מחסנית מיקרו-נוזלית המשתמשת בטיפת דם של המטופל כדי לקבוע את חסינותם לזיהום באמצעות קורא נייד בנקודת טיפול תהיה כלי שלא יסולא בפז. עם מספר גדל והולך של אנשים שהוחלמו ומחוסנים באוכלוסייה, הצורך בבדיקת נוגדנים כזו הוא קריטי בהתאוששותנו מהמגפה.

בדיקת אנטיגן המופעלת באמצעות מיקרו-נוזלים

בניגוד לבדיקות אבחון מולקולריות וסרולוגיות, בדיקות מבוססות אנטיגן6 מציעים זמן אספקה ​​מהיר בהרבה של פחות משעה. בדיקות אלו מגלות חלבונים ספציפיים הנמצאים על פני הנגיף. בדומה לבדיקה המולקולרית, ניתן להשיג את הדגימה ממקלון האף-גרון או ברוק. בדיקות אנטיגן מיקרו-פלואידיות פשוטות מאוד לשימוש ויכולות להתבצע על ידי אנשים שאינם אנשי מקצוע. למחסנית הנדרשת עלות נמוכה לבדיקה והיא חד פעמית. קורא דיגיטלי או אופטי נייד משמש לקריאה ולפרשנות של התוצאות. בדיקה כזו תיושם בעיקר בנקודת הטיפול, אך יכולה להתבצע גם בבתי מרקחת, במרפאות, ואפילו במעבדות מרכזיות.

הסוכנות לבריאות הציבור של המעבדה הלאומית למיקרוביולוגיה (NML) בקנדה פיתחה הנחיות ביניים לבדיקת אנטיגן6. ההדרכה מספקת מידע על השימוש בבדיקות איתור אנטיגן מהירות בנקודת הטיפול. בהתבסס על ההנחיה, תוצאה חיובית מבדיקת אנטיגן נחשבת ל"חיובית חזקה "עד שבדיקה מולקולרית ייחודית (מבוססת חומצת גרעין, כלומר PCR) מאשרת את התוצאה החיובית.

במקרה של תוצאות שליליות, בדיקות נוספות בשיטה מולקולרית נעשות אם ההסתברות לזיהום ב- COVID-19 אצל האדם נותרה גבוהה (כלומר יש קשר ידוע, התפרצות או העברת קהילה גבוהה). בריאות קנדה רואה ברגישות הנמוכה מ- 80% כלא מקובלת על אישור, שכן רגישות מתחת לרמה זו מייצרת יותר מדי תוצאות שליליות כוזבות. עם זאת, בשל פשטות בדיקת האנטיגן, למבחן יהיה תפקיד חשוב מאוד בשלב הבא של תגובת הפנדמיה כאשר החיסון הגיע מספיק מאוכלוסיית היעד כדי ליצור חסינות של עדר.

סיכום

בדיקות אבחון מולקולריות וסרולוגיות חשובות מאוד למניעת התפשטות הזיהום. ארגוני בריאות מסתמכים רבות על בדיקות מולקולריות המשתמשות בתגובת שרשרת פולימראז הפוכה-תעתיקית בזמן אמת (RT-PCR) או PCR ככלי העיקרי לזיהוי זיהום בחולים ללא תסמינים וסימפטומים. בהיעדר בדיקות מולקולריות, בדיקות אנטיגן מספקות מידע מהיר ומספיק למבחני חולים, אם כי נדרש בדיקה מולקולרית מאשרת לצורך תוצאות חיוביות. בדיקות אבחון סרולוגיות חשובות באותה מידה ליכולתן לקבוע את רמת הנוגדנים הקיימים בחולה מספר ימים לאחר ההדבקה, ואת רמת החסינות לאחר ההדבקה, או לאחר קבלת החיסון.

בכל מבחני האבחון שהוזכרו, הטכנולוגיה המיקרופלידית כבר מיושמת כחלק מכלי האבחון. טכנולוגיית מיקרו-נוזלים תאפשר לבצע בדיקות אלה עם קצר יותר …



קישור לכתבת המקור – 2021-04-03 23:43:08

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on telegram
Telegram
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on email
Email
פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס

עוד מתחומי האתר