Koronawirus SARS-CoV-2 : zalecenia WHO i diagnostyka

  17 marca 2020, 13:36  

Autorzy: Specjalista badań biologicznych mgr inż. Joanna Krzyżanowska, specjalista badań genetyki medycznej i molekularnej mgr Maciej Chmielarski

Epidemia (z gr. „epi” – na, „demos” – ludzie) jest to występowanie w określonym czasie i terenie zwiększonych przypadków zachorowań na choroby zakaźne. Ostatnim znanym przypadkiem na terenie naszego kraju była epidemia ospy prawdziwej w 1963 r, a wcześniej pandemia grypy, tzw „hiszpanki”, która zabiła 50 milionów ludzi. W związku z ówczesną sytuacją na arenie międzynarodowej, a także oświadczeniami WHO (Światowej Organizacji Zdrowia) należałoby odpowiedzieć na pytanie – czy diagnostyka koronawirusa jest możliwa w specjalistycznych laboratoriach na terenie naszego kraju?

Czym są koronawirusy?

Koronawirusy wg taksonomii nie stanowią organizmów żywych. Wirusy te należące do rodziny Coronaviridea mają kulisty kształt otoczony wypustkami, których wygląd przypomina koronę słoneczną – stąd nazwa rodziny. Materiałem genetycznym koronawirusów jest jednoniciowe RNA (ssRNA) z nicią o dodatniej polaryzacji. Obecnie najbardziej niebezpiecznym gatunkiem dla ludzkości jest koronawirus SARS-CoV-2 wykazujący podobieństwo do koronawirusa beta występujących u nietoperzy. Obecnie udało się wyizolować i opisać pięć genomów nowego koronowirusa, które dzięki technice real-time PCR (łańcuchowej reakcji polimerazy) z łatwością można wykryć u człowieka.

Wiodący eksperci Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) z całego świata regularnie poszerzają obecny poziom wiedzy na temat nowej choroby COVID-19 w celu powstrzymania i przygotowania ewentualnego wybuchu epidemii.

Jak potwierdzić koronawirusa SARS-CoV-2?

Aby potwierdzić obecność wirusa SARS-CoV-2 w organizmie pacjenta wykorzystuje się wspomnianą wyżej technikę biologii molekularnej tj. reakcję PCR, a dokładnie jej wariant z użyciem odwrotnej transkryptazy, enzymu przepisującego materiał genetyczny wirusa z RNA na DNA. Reakcja PCR dzięki wykorzystaniu krótkich, kilkunastonukleotydowych fragmentów DNA o znanej sekwencji (startery) pozwala na powielenie konkretnego fragmentu materiału genetycznego.

W przypadku osób potencjalnie zarażonych nowym koronawirusem niezbędne jest pobranie od nich próbki (plwocina, wymaz z nosogardła), a następnie przeprowadzenie z niej izolacji materiału genetycznego. Wyizolowane RNA może zostać w kolejnym etapie użyte do reakcji PCR poprzedzonej reakcją odwrotnej transkrypcji RT-PCR (przepisanie sekwencji RNA na sekwencję DNA wirusa). Oprócz materiału genetycznego w skład reakcji wchodzą:

• startery komplementarne z genomem wirusa,
• termostabilna polimeraza DNA,
• specjalny bufor zawierający odczynniki zapewniające odpowiedni przebieg reakcji powielania materiału genetycznego.

W pierwszym etapie testu próbkę ze składnikami reakcji PCR poddaje się denaturacji i w wyniku wysokiej temperatury rozpleceniu ulega podwójna helisa DNA na fragmenty jednoniciowe. Następnie temperatura zostaje obniżona do poziomu umożliwiającego przyłączenie się starterów na drodze komplementarności zasad do specyficznych miejsc jednoniciowego fragmentu DNA, tworząc dimer. Dzięki temu polimeraza DNA jest zdolna do związania się z matrycą, następuje synteza DNA możliwa dzięki obecności w środowisku reakcyjnym pojedynczych deoksyrybonukleotydów (dNTPs), cegiełek budujących DNA. Polimeraza przyłącza do matrycy kolejne nukleotydy tworząc nowo zsyntetyzowany fragment. Denaturacja, przyłączenie starterów i synteza DNA zachodzą cyklicznie, co prowadzi do powstania bardzo dużej liczby kopii z de facto pojedynczego fragmentu DNA, którego początek i koniec determinują użyte do reakcji startery. Przyrost produktu reakcji PCR możemy mierzyć przy pomocy różnego rodzaju znaczników fluorescencyjnych niespecyficznych i specyficznych. Przyrost sygnału fluorescencyjnego jest wprost proporcjonalny z ilością powstałego DNA. Mając zatem startery specyficzne dla koronawirusa SARS-CoV-2 i próbkę pacjenta wynik dodatni na obecność powyższego wirusa otrzymamy jeśli powstanie produkt reakcji. W przypadku jego braku mamy do czynienia z wynikiem ujemnym. Oczywiście oprócz próbek pochodzących od pacjentów do reakcji wykorzystuje się również materiał kontrolny, aby móc zweryfikować autentyczność otrzymanych wyników.

Jak zahamować rozwój epidemii Covid-19?

Dzięki dużemu zaangażowaniu badaczy na całym świecie dostępne są już specjalne zestawy na wykrycie SARS-CoV-2. Dzięki czemu ośrodki medyczne, laboratoria są w stanie stosunkowo szybko potwierdzić bądź wykluczyć obecność materiału genetycznego wirusa u osób potencjalnie zarażonych. Na tym etapie bardzo ważną rolę odgrywa skuteczna, szybka diagnostyka dla potwierdzenia bądź wykluczenia zakażeń koronawirusa. Do powstrzymania epidemii dojdzie wtedy gdy uda się odizolować jak największą pulę zakażonych oraz poddając kwarantannie osoby potencjalnie mające SARS-CoV-2.

W przypadku uzyskania wiarygodnych i oficjalnych informacji w kwestii nowego koronawirusa SARS-CoV-2 wywołującego chorobę COVID-19 oraz informacji w jaki sposób zachować wszelkie środki ostrożności prosimy o zapoznanie się z wytycznymi opracowanymi na podstawie między innymi zaleceń WHO: https://www.gov.pl/web/koronawirus.