Vas zanima, kako z digitalno PCR določimo viruse?

Ljubljana, 9. februar 2023 - V tretjem letu od porušenja normale ob izbruhu epidemije covid - 19 se zdi, da postajamo otopeli na nove novice o pandemiji covid-19. Hkrati pa se v obdobju globalnih sprememb in družbenih pretresov v ljudeh nabira nezaupanje ter strah pred novimi zdravstvenimi krizami. Znanstveniki vztrajno opozarjajo na neizogibnost novih pandemij, saj bodo okoljske spremembe, predvsem v podnebju in rabi tal, vodile v pogostejše prenose virusnih bolezni iz živali na človeka.

Raziskovalci Nacionalnega inštituta za Biologijo (NIB) uspešno razvijajo rešitve na več področjih varstva zdravja okolja in ljudi. Vzporedno z razvojem protivirusnih cepiv in zdravil je v zadnjih dveh letih potekal tudi pospešen razvoj diagnostičnih metod, kot je digitalna PCR. V preteklem letu je raziskovalna ekipa NIB v svetovnem merilu pomembno prispevala k izboljšanju metod diagnostike virusov. Skupina raziskovalcev, v kateri je sodeloval dr. David Dobnik je v priznani reviji Clinical microbiology reviews objavila članek: "Uporaba digitalne PCR v obdobju SARS-CoV-2/COVID-19: Načrt za prihodnje izbruhe". Podali so usmeritve za izbiro najprimernejših metod in materialov za določanje različnih virusov, ki bodo pripomogle k boljšemu odzivu ob naslednjih virusnih izbruhih. Podane so oporne točke, glede na katere bodo lahko znanstveniki izbrali najprimernejši odziv pri nastajajočih in/ali ponovnih izbruhih nalezljivih bolezni. Poleg diagnostike virusa na različnih človeških vzorcih pa so predstavili široko uporabnost dPCR tudi pri spremljanju prisotnosti virusa v okolju, zaznavi novih mutacij in razvoju reagentov za PCR.

Dr. Dobnik je svojo vlogo v projektu pojasnil: "Kot so-avtor sem pri omenjeni objavi sodeloval kot ekspert na področju digitalne PCR in s svojim znanjem prispeval k pravilni predstavitvi tehnologije in njene uporabe v praksi kot tudi k ovrednotenju njenega potenciala v naprej."

Poznamo kratico PCR, ki pomeni "verižna reakcija s polimerazo". Pri klasični metodi PCR pomnožimo dobro poznan del gena virusa v vzorcu in novo nastale kopije fluorescentno označimo, da jih zaznamo. Fluorescentni signal pri PCR pomeni prisotnost virusa. Metoda qPCR (kvantifikacijski PCR) pa nam omogoča, da poleg prisotnosti virusa določimo tudi količino virusa v vzorcu. Pri qPCR naš vzorec primerjamo s fluorescentnim signalom reagenta z že znanim številom kopij genov. Natančnost te metode je manjša pri majhni količini virusa ali ob prisotnosti snovi v vzorcu, ki motijo reakcijo. Z namenom izboljšave teh izzivov so znanstveniki razvili digitalno PCR (dPCR). Pri metodi dPCR najprej ustvarimo od tisoč do več milijonov kapljic vzorca z reagenti v olju. Pomnoževanje genov poteče v vsaki kapljici, kjer se nahaja virusni delec. Po koncu reakcije preštejemo, koliko kapljic je vsebovalo virus. Na ta način enostavno določimo tudi majhno količino virusa v vzorcu. dPCR je zelo uporabna tudi pri vzorcih, ki vsebujejo snovi, ki motijo reakcijo pomnoževanja.

Kljub mnogim prednostim pa pogostejšo uporabo digitalne PCR ovirajo cena, čas izvedbe, tehnična kompleksnost in manjša dostopnost opreme in reagentov. Dr. Dobnik vodi delo na optimizaciji dPCR, in sicer razvija večtarčno metodo dPCR, s katero lahko analiza več genetskih odsekov hkrati kar pomembno zmanjša stroške dPCR.

"Digitalna PCR je na nekaterih področjih uporabe že izrinila PCR v realnem času v smislu metode, ki predstavlja zlati standard. Z razvojem novih načinov izvedbe digitalne PCR pa lahko v prihodnje pričakujemo, da bodo tehnologijo prevzela tudi področja, kjer trenutno uporabljajo druge načine za kvantifikacijo nukleinskih kislin. Dobra tehnologija je temelj kvalitetne znanosti. Rezultat konstantnega izboljševanja tehnologij so učinkovitejše in natančnejše analize z manj dvoumnih oziroma lažno pozitivnih ali negativnih izidov." razloži pomen razvoja naprednih tehnologij dr. Dobnik.

Dobra znanost sama po sebi ne bo dosegla svojega potenciala brez sodelovanja družbe. Moč diagnostike virusov, kot je covid-19, se pokaže šele, če se okužena oseba hitro in primerno odzove, na primer da se izolira, uporablja masko ipd. in s tem prepreči širjenje bolezni. S kaskado močnih tehnologij za zaznavanje virusov in izvedbo ustreznih epidemioloških ukrepov se želimo v prihodnosti izogniti socialnemu zapiranju družbe in njenim posledicam.

Več informacij: Katja Sinur, katja.sinur@nib.si, tel: 040 320 516.