Новый серологический анализ обеспечивает быстрое и точное тестирование антител к SARS-CoV-2

New serological assay provides rapid, accurate testing for SARS-CoV-2 antibodies0

Lagattuta Кэролин

Ребекка Дюбуа в своей лаборатории в Калифорнийском университете Санта-Крус.

New serological assay provides rapid, accurate testing for SARS-CoV-2 antibodies1

Ребекка Дюбуа

Новый серологический анализ для измерения уровня антител в образцах крови, получивший название biolayer interferometry immunosorbent assay (BLI-ISA), дает полные количественные результаты менее чем за 20 минут.

Предыдущий Следующий

Newswise-исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Крусе разработали новый серологический анализ для обнаружения антител к SARS-CoV-2, коронавирусу, вызывающему COVID-19.

Ребекка Дюбуа, адъюнкт-профессор биомолекулярной инженерии Калифорнийского университета в Санта-Крусе, сказала, что новый метод, разработанный ее командой, так же точен, как и самые надежные тесты на антитела, доступные в настоящее время, но менее сложен и может быть выполнен гораздо быстрее.

Золотым стандартом серологического тестирования является сложный лабораторный метод, называемый ИФА, который занимает от четырех до шести часов и дает количественные результаты, указывающие на силу иммунного ответа. Более простые анализы с использованием тест-полосок дают быстрые результаты, но менее надежны и не дают количественного определения уровня антител.

Новый метод, называемый бислоя интерферометрии иммуноферментный анализ (бли-Иса), предоставляет количественные результаты менее чем за 20 минут. Дюбуа и ее коллеги описали этот анализ в статье, опубликованной 10 декабря в журнале Scientific Reports.

«Наш анализ так же чувствителен, если не лучше, чем другие анализы в обнаружении низких уровней антител, и специфичность [ложноположительная частота] так же хороша, как и лучшие тесты на антитела»,-сказал Дюбуа. «Он сочетает в себе преимущества тест-полосок, которые занимают 20 минут, с количественными результатами и более высокой производительностью ИФА.»

Положительный тест на антитела указывает на предшествующее заражение вирусом. Однако эти тесты не используются для диагностики активных инфекций, что требует другого теста, который обнаруживает генетический материал вируса или вирусные антигены. Антитела — это белки, вырабатываемые иммунной системой, которые распознают и связываются с вирусными антигенами.

Серологическое тестирование важно для понимания распространения коронавируса, определяя, сколько людей в популяции было инфицировано. Эти тесты также используются для оценки реакции на экспериментальные вакцины как у людей, так и у лабораторных животных. Количественная информация об уровнях антител может быть особенно важна в будущем, если ученые смогут определить, что определенный уровень конкретных антител необходим для обеспечения защиты от заражения коронавирусом.

«Это еще предстоит определить, но мы знаем, что люди, инфицированные SARS-CoV-2, имеют очень разные уровни антител, и неудивительно, что ниже некоторого базового уровня они могут не быть защитными», — сказал Дюбуа. «Поэтому очень полезно иметь эту количественную способность знать, каков статус антител у кого-то, будь то от прошлой инфекции или вакцинации.»

Новый метод BLI-ISA использует биолокационную интерферометрию, оптический метод измерения взаимодействий между молекулами путем обнаружения связывания молекул с наконечником волоконно-оптического биосенсора. Приборы, необходимые для проведения био-слоевой интерферометрии, все чаще используются в исследовательских лабораториях. Прибор BLI в UCSC используется несколькими исследовательскими группами, и Дюбуа использует его в своих исследованиях для изучения взаимодействия антител и антигенов.

Новый серологический анализ включает в себя несколько этапов, выполняемых прибором в автоматизированном формате «погружение и чтение». На первом этапе наконечник биосенсора погружают в раствор, содержащий антиген (вирусный белок), который распознается тестируемым антителом. Поскольку антиген связывается с наконечником биосенсора, он генерирует сигнал, который может быть использован для контроля качества, чтобы обеспечить согласованность на этапе загрузки антигена. Затем, после погружения в промывочный раствор, биосенсор погружается в образец плазмы крови, генерируя сигнал, когда антитела связываются с антигеном.

Иммунная система вырабатывает различные типы антител, называемые изотипами, включая IgM, который вырабатывается в начале инфекции и снижается позже, и IgG, который вырабатывается позже и сохраняется дольше. На этапе связывания антител прибор BLI обнаруживает любой тип антител, которые связываются с антигеном.

«В зависимости от того, когда был взят образец крови после заражения, могут быть разные типы антител, и этот шаг дает нам общий уровень антител», — сказал Дюбуа.

Следующий шаг обнаруживает и количественно определяет IgG-антитела конкретно путем измерения связывания анти-IgG-антител. Таким образом, анализ обеспечивает количественные измерения как общих антител, так и IgG-антител, а также может быть разработан для измерения различных изотипов.

В ответ на заражение коронавирусом иммунная система вырабатывает антитела против целого ряда различных коронавирусных антигенов. Большинство серологических методов тестирования на SARS-CoV-2 предназначены для обнаружения антител к структурным белкам вируса, таким как спайковый белок, который закрепляется на поверхности вируса и позволяет ему связываться с клетками человека и проникать в них. Антитела к одной части спайкового белка — рецепторсвязывающему домену, или RBD — представляют особый интерес, поскольку они эффективны при нейтрализации вируса в лабораторных анализах.

Команда Дюбуа разработала и протестировала новый анализ с использованием антигенов RBD, но она отметила, что он может быть использован для обнаружения широкого спектра антигенов. Прибор BLI позволяет легко «мультиплексировать», что означает, что несколько тестов могут быть проведены параллельно на одном и том же образце крови для обнаружения антител к различным вирусным антигенам, а также различных изотипов антител.

Поскольку для этого требуется лабораторное оборудование, BLI-ISA нельзя использовать в качестве теста на месте оказания медицинской помощи в кабинетах врачей или аптеках. Но он позволяет обрабатывать образцы с высокой производительностью и является более быстрым и менее трудоемким, чем другие количественные лабораторные тесты, такие как ИФА, Иммунофлуоресцентный анализ и Хемилюминесцентный иммуноанализ. Количество крови, необходимое для теста, можно получить уколом пальца.

Еще одним преимуществом BLI-ISA перед другими методами является простота стандартизации анализа таким образом, чтобы образец давал одни и те же количественные результаты при повторных испытаниях в разное время или в разных лабораториях. ИФА требует стадии усиления сигнала на основе ферментов, которая может варьироваться в зависимости от температуры и других факторов, что приводит к гораздо большей вариабельности количественных измерений от теста к тесту.

Первый автор Джон Дзимянски, постдокторский исследователь в лаборатории Дюбуа, сказал, что новый анализ может быть особенно полезен исследователям в разработке вакцин. «Этот метод обеспечивает стандартизированный способ количественной оценки уровня антител, который может быть использован для сравнения ответов антител на различные вакцины-кандидаты. Кроме того, запуск самого анализа прост, требуя немногим больше, чем нажатие кнопки», — сказал он. — Это простой, но мощный инструмент.»

Команда Дюбуа также заинтересована в использовании этого анализа для проведения эпиднадзорного исследования для оценки распространенности коронавирусных инфекций в определенных группах населения Санта-Круса. Команда изучает возможности финансирования этого исследовательского проекта.

###

Помимо Дюбуа и Дзимянски, авторами нового исследования являются аспирант Николас Лориг-Роуч, научный сотрудник проекта Сара О’Рурк, Жаклин Кимми, доцент кафедры микробиологии и экологической токсикологии, и Дэвид Александер из ontera, биотехнологической компании Санта-Крус. Эта работа финансировалась управлением Як президента, УСК, Майкл-Дэвид семьи основа, и доноров с вирусом Фонда дыхательных Калифорнийского университета в Санта-Крус.

СМ. ОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Коронавирус-2