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Análisis molecular rápido para descubrir series del ARN de SARS-CoV-2-specific

Los investigadores de Israel han descrito un nuevo análisis molecular para descubrir rápidamente patógeno con alta sensibilidad en muestras clínicas. El método combina un sistema biosensing de la modulación magnética altamente (MMB) sensible, un ciclaje térmico rápido, y una antena doble-apagada modificada de la hidrólisis para descubrir la presencia de ARN.

Estudio:Una modulación magnética biosensing-basó el análisis molecular para el rapid y la diagnosis clínica altamente sensible de COVID-19. Haber de imagen: CROCOTHERY/ShutterstockEstudio: Una modulación magnética biosensing-basó el análisis molecular para el rapid y la diagnosis clínica altamente sensible de COVID-19. Haber de imagen: CROCOTHERY/Shutterstock

Publicado en el gorrón de diagnósticos moleculares, del estudio denunciado la detección rápida del coronavirus 2 (SARS-CoV-2) de la neumonía asiática con alta sensibilidad y la especificidad en muestras clínicas.

Fondo

La detección rápida y sensible de patógeno humanos es una necesidad urgente, especialmente durante epidemias y pandémicos. El pandémico en curso de la enfermedad 2019 del coronavirus (COVID-2019) causado por SARS-CoV-2 ha incitado el revelado rápido de los métodos de cribado rápidos diversos para la detección el patógeno.

Sin embargo, la prueba del patrón oro para SARS-CoV-2 se basa actualmente en la detección transcripción-cuantitativa reversa de la reacción en cadena de polimerasa (RT-qPCR) del ARN virus-específico en la muestra, con un tiempo de vuelta de 90-120 minutos. Este análisis confía en la amplificación del objetivo por la polimerasa de Taq y utiliza una antena de transferencia fluorescente (FRET) de la hidrólisis de la energía de resonancia.

Mientras que tan poco como una única copia de un ARN del objetivo se puede descubrir teóricamente por el RT-qPCR, en conjunto, la fase del RT, la supervisión en tiempo real, y el número elevado de los ciclos de la amplificación son que toma tiempo para la investigación rápida. Otros retos en los métodos de cribado rápidos emocionantes incluyen la alta tasa de resultados del falso negativo y de tiempos de reacción largos.

Este estudio describe un nuevo análisis magnético de Biosensing (MMB) de la modulación 3-4 veces más rápidamente que el RT-qPCR estándar y vence las limitaciones de la investigación rápida de la pequeña huella existente.

El estudio

Los investigadores realizaron el análisis del MMB para el E-gen (envolvente) y los objetivos de N1-gene (nucleocapsid) en esto estudian. Cerco los lampazos nasofaríngeos de pacientes hospitalizados de COVID-19-positive. Cerco las muestras para la negativa SARS-CoV-2 fijada antes del inicio del pandémico COVID-19 en Israel.

Los investigadores investigaron el análisis del MMB de reacciones de RT-PCR con o sin el E-gen sintetizado del ARN SARS-CoV-2 en una prueba ciclo-relacionada de la amplificación. Mientras que descubrieron únicamente diez copias de los objetivos transcritos ines vitro del E-gen del ARN con 30 ciclos de las amplificaciones, los ciclos óptimos para SNR perfeccionado se encuentran para ser realizados en 40 ciclos de la amplificación.

Transcribiendo el objetivo del E-gen in vitro en agua de la Polimerización en cadena-pendiente, los investigadores también realizaron copias/análisis reacción-relacionado para determinar la sensibilidad analítica del análisis. Calculaban el límite de detección para ser 1,6 copias/reacción.

Importantemente, los investigadores determinaron la sensibilidad y la especificidad clínicas del análisis MMB-basado del E-gen que seguía 40 ciclos de la amplificación. Para las 309 muestras clínicas, incluyendo 170 muestras de SARS-CoV-2-negative (30 cuyo sea positivo a otros virus respiratorios), y las 139 muestras del RT-qPCR SARS-CoV-2-positive, los investigadores mostró que el análisis del MMB tenía la sensibilidad clínica 100% especificidad y 97,8% para las muestras con el ≤ 42 del Ct.

Además, los investigadores probaron la sensibilidad y la especificidad clínicas del análisis MMB-basado de N1-gene que seguía 40 ciclos de la amplificación. Utilizaron 70 muestras, incluyendo 40 muestras de SARS-CoV-2-negative (30 cuyo sea positivo para otros virus respiratorios) y 30 muestras del RT-qPCR SARS-CoV-2-positive.

Usando el mismo atajo del ROC calculado para el análisis MMB-basado del E-gen, los investigadores determinaron todas las muestras negativas como negativa, indicando la especificidad 100% por el análisis MMB-basado N1-gene.

Correlacionando el valor del Ct y las señales del MMB, los investigadores concluyeron que el análisis podría ofrecer, además de resultados cualitativos exactos, de resultados semiquantitativos tales como negativo, positivo de la frontera, y positivo. Importante, también denunciaron que no había reactividad cruzada en este análisis, indicativo de alta especificidad. También, el estudio observa los costos asociados del análisis del MMB - se prevee que sea más barato que el costo de un sistema estándar RT-qPCR.

Conclusiones

Los investigadores aquí presentaron un análisis molecular rápido para descubrir las series del ARN de SARS-CoV-2-specific basadas en el análisis del MMB. Demostraron la sensibilidad y la especificidad clínicas para ser 97,8 y 100%, respectivamente.

Comparado a la prueba media RT-qPCR (90-120 minutos), los análisis moleculares MMB-basados con 40 ciclos de la amplificación tardaron solamente 30 minutos (tiempo de manipulación incluyendo). La detección MMB-basada es aproximadamente 150 veces más sensible que la detección óptica directa de las moléculas fluorescentes (RT-qPCR).

Los investigadores denunciaron que esta plataforma del MMB fue descrita previamente para descubrir el sexo del virus y del pollo de Ibaraki en ovo. Éste es el primer parte para describir el análisis del MMB para la detección molecular de patógeno humanos.

Las pinturas de fondo y el equipo de la antena en este análisis se pueden ajustar para descubrir otros patógeno fácilmente. El acoplamiento con un alto dispositivo de detección de la producción para revisar rápidamente muestras grandes en una comunidad, este análisis puede alterar la reacción a cualquier situación pandémica.

Journal reference:
  • Margulis, M. et al. (2021) "A magnetic modulation biosensing-based molecular assay for rapid and highly sensitive clinical diagnosis of COVID-19", The Journal of Molecular Diagnostics. doi: 10.1016/j.jmoldx.2021.08.012.
Dr. Ramya Dwivedi

Written by

Dr. Ramya Dwivedi

Ramya has a Ph.D. in Biotechnology from the National Chemical Laboratories (CSIR-NCL), in Pune. Her work consisted of functionalizing nanoparticles with different molecules of biological interest, studying the reaction system and establishing useful applications.

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    Dwivedi, Ramya. (2021, October 06). Análisis molecular rápido para descubrir series del ARN de SARS-CoV-2-specific. News-Medical. Retrieved on January 24, 2022 from https://www.news-medical.net/news/20211006/Rapid-molecular-assay-to-detect-SARS-CoV-2-specific-RNA-sequences.aspx.

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