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Jan 09, 2024

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Scientific Reports volume 13, Artigo número: 4241 (2023) Citar este artigo 424 Acessos 2 Detalhes das Métricas Altmétricas Como parte da pandemia de COVID-19, os laboratórios clínicos têm se deparado com

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 4241 (2023) Citar este artigo

424 acessos

2 Altmétrico

Detalhes das métricas

Como parte da pandemia da COVID-19, os laboratórios clínicos enfrentaram aumentos massivos nos testes, resultando em sistemas de colheita de amostras, reagentes e escassez de pessoal. Utilizamos amostras de gargarejo salino auto-coletadas para otimizar testes de reação em cadeia da polimerase (PCR) multiplex SARS-CoV-2 de alto rendimento, a fim de minimizar o custo e o tempo do tecnólogo. Isto foi conseguido através da eliminação da extração de ácidos nucleicos e da automação do manuseio de amostras em um manipulador robótico de líquidos amplamente disponível, o Hamilton STARlet. Um script personalizado de leitura de código de barras para leitura da identificação da amostra pelo sistema de software do Hamilton STARlet foi desenvolvido para permitir a amostragem primária do tubo. O uso de misturas de reação do ensaio SARS-CoV-2 pré-congeladas reduziu o tempo de configuração do ensaio. Tanto na validação como no teste ao vivo, o ensaio não produziu resultados falsos positivos ou falsos negativos. Das 1.060 amostras testadas durante a validação, 3,6% (39/1.060) das amostras necessitaram de novo teste, pois eram positivas para um único gene, apresentavam falha no controle interno ou erro de aspiração de líquido. Embora o tempo de resposta geral tenha sido apenas um pouco mais rápido no fluxo de trabalho automatizado (185 minutos versus 200 minutos), houve uma redução de 76% no tempo prático, reduzindo potencialmente a fadiga e o esgotamento da equipe. Este processo descrito, desde a autocoleta de amostras até o teste PCR direto automatizado, reduz significativamente a carga total sobre os sistemas de saúde em termos de recursos humanos e requisitos de reagentes.

A coleta de esfregaço nasofaríngeo (NPS) ainda é considerada o padrão ouro para detecção diagnóstica de SARS-CoV-21,2. Este modo de coleta de amostras tem desvantagens, como desconforto para o paciente e uso intensivo de recursos, pois requer um profissional de saúde (PS) dedicado para coletar com precisão ou supervisionar o processo de coleta de amostras. O mau desempenho da amostragem NPS pode resultar em resultados falso-negativos devido à coleta inadequada/inadequada da amostra. Para resolver esta questão, foram ativamente procurados tipos de amostras alternativas que fossem fáceis de administrar, de preferência por autocoleta, durante a pandemia de COVID-19. A saliva foi o primeiro tipo de amostra não invasiva e não NPS validada e com desempenho semelhante ao tipo de amostra NPS padrão-ouro3,4,5,6. A observação empírica de que o vírus SARS-CoV-2 é estável por > 72 horas nesta matriz7 e, portanto, não requer dispositivos de coleta especializados ou conservantes, abriu possibilidades de realização de coleta de amostras autoadministradas em casa. O desenvolvimento de protocolos de PCR “livres de extração”8,9, em que a saliva é adicionada diretamente à mistura de reação do ensaio RT-qPCR sem extenso processamento de purificação de RNA, aumentou ainda mais a aceitabilidade clínica deste tipo de amostra5. Isso levou a Federal Drug Administration (FDA) a aprovar amostras de saliva e um protocolo de PCR direto para testes de saliva, denominado Saliva Direct10, para detecção de SARS-CoV-2 sob regulamentos de autorização de uso de emergência (EUA).

Apesar dos benefícios da saliva como uma alternativa simplificada à amostragem NPS, a sua implementação prática para detecção de SARS-CoV-2 de alto rendimento tem se mostrado um desafio para laboratórios de diagnóstico11. A saliva bruta é viscosa e pode congelar logo após a coleta6. Isto dificulta a pipetagem manual ou em um manipulador de líquidos automatizado. São necessárias etapas discretas para reduzir sua viscosidade, que incluem diluição em tampões específicos4,12,13 ou incubação com Proteinase-K5, seguida de tratamento térmico (95 °C por 30 min), para inativar o agente desproteinizante. Estas etapas pré-analíticas, embora simples de implementar, têm de ser realizadas manualmente, impondo assim uma carga de trabalho adicional a um laboratório clínico. Para amenizar isso, foi sugerida a coleta de saliva em meio líquido como meio de transporte universal/viral (UTM/VTM)14. No entanto, a natureza inibitória destes agentes de liquefação/estabilização dificulta a implementação do protocolo Saliva Direct original, forçando os laboratórios de diagnóstico a processar amostras de saliva utilizando métodos padrão de purificação de RNA15,16,17. Este caminho de teste não é apenas demorado, mas é contrário aos objetivos originais do protocolo Saliva Direct, que procurava tornar os testes de SARS-CoV-2 acessíveis, especialmente para ambientes com recursos limitados.

 4 years old) while preserving their performance when compared with HCW collected NPS20,21 This freed up clinical resources and saved NPS collection devices, which were in critically short supply at the time22. Further studies showed saline gargle was also amenable to extraction-free PCR, but unlike saliva, did not require complex pre-analytical processing due to its water-like consistency23,24. The simplicity of this process opened up the possibility of automating the testing process on a liquid handler. The goal of the present study was therefore to describe the optimization and implementation of the Spike/ORF8/RNaseP (SORP) multiplex PCR test to the gargle Direct-PCR (GDirect-PCR) format on an automated liquid handling platform—the Microlab STARlet (Hamilton Robotics, NV, USA) liquid handling system, henceforth referred to as Hamilton GDirect-PCR (HGDirect-PCR)./p> 65 °C (Fig. 1). This suggested that the PCR annealing temperature of 60 °C, set in the original SORP version 1 assay for purified RNA templates, was not optimal for saline gargle templates used in direct-PCR conditions. When RNA was extracted from saline gargle samples and used as a purified template, both the S/ORF8 targets amplified optimally at 60 °C (Fig. 4_suppl) and any departure from this temperature (> 60 °C), resulted in a gradual decrease in the detection signal of both these targets. This suggested that the performance of the spike gene target was influenced by both the temperature and nature of input template (purified RNA vs unpurified saline gargle). The ORF8 amplification was not affected by the type of input template but an, increase in temperature from the optimal 60 °C did result in dampening of the amplification signal (Fig. 4_Suppl)./p> 98% analytical sensitivity26. We also noticed poor performance of our original S/ORF8 assay where random dropout of the S gene target was observed on the GDirect-PCR workflow. However, this was addressed when the assay was re-optimized (SORP version 2). We would like to also add that, due to frequent mutations observed in the S-gene (https://covariants.org/), there could be possibilities of observing S-gene dropouts (S-/ORF8+). Getting this result would invariably lead to excessive burden of additional confirmatory testing as per our testing algorithm (Fig. 3). Under such circumstances, the most prudent remedial measure would be to perform a detailed in-silico analysis of the S-gene’s primer/probe set and implement any potential modification(s) to its sequence./p>