Портативный пробоотборник воздуха для количественного определения и улавливания аэрозолей SARS-CoV-2 в лабораториях.

В недавнем исследовании, опубликованном в биоRxiv* сервер, исследователи из Соединенного Королевства оценили портативный пробоотборник воздуха с батарейным питанием, который может извлекать коронавирус тяжелого острого респираторного синдрома 2 (SARS-CoV-2), аэрозолированный в лаборатории, с помощью анализа налета.

Исследование: Оптимизированный метод выделения и количественного определения лабораторных аэрозолей SARS-CoV-2 с помощью анализа бляшек. Изображение предоставлено: ktsdesign / Shutterstock

Фон

Исследователи продолжают обсуждать предполагаемый риск аэрозолизации жизнеспособной рибонуклеиновой кислоты (РНК) SARS-CoV-2 с момента ее появления в конце 2019 года. этот вирус передается воздушно-капельным путем. Например, воздух в больничных палатах мог содержать аэрозоль SARS-CoV-2. Однако исследования не продемонстрировали извлечение и количественную оценку аэрозольного SARS-CoV-2 с инфекционным потенциалом.

Экспериментально сложно разработать надежный метод захвата SARS-CoV-2 из воздуха. Цитопатические анализы демонстрируют наличие инфекционных вирусов; однако их выводы субъективны. Они часто полагаются на опыт технического специалиста для обнаружения изменений в морфологии клеток из-за заражения вирусами. Это делает анализ налета золотым стандартом для количественного определения инфекционных вирусов. Количество дискретных бляшек в клеточной культуре указывает на вирусный титр инокулята в анализах бляшек.

Об исследовании

В настоящем исследовании исследователи сначала распылили SARS-CoV-2 (вариант Delta) в исходной концентрации 1,4 x 10⁵ бляшкообразующих единиц (БОЕ)/мл в боксе микробиологической безопасности класса II (MBSC) с использованием распылителя Blaustein Atomizing Modules (BLAM).

Для каждого условия исследования они генерировали аэрозоли в течение четырех минут со скоростью 18 литров в минуту (л/мин). Аэропорт MD8 с желатиновыми мембранами извлекал РНК SARS-CoV-2 со скоростью 30 л/мин (всего 50 литров). Метод основан на механическом перемешивании мембраны и добавлении химических веществ.

Команда проверила множество переменных во время разработки протокола исследования. Кроме того, они выполнили три биологических повтора для каждой тестируемой переменной. Всего они провели этот эксперимент в три этапа.

На этапе I команда определила, требуется ли для эксперимента пассаж в клетках (стадия обогащения) перед нанесением бляшек. Кроме того, они установили оптимальное время для растворения желатиновых оболочек. Оптимальное время для растворения желатиновых мембран варьировалось от одного часа, четырех часов до 24 часов. Наконец, они исследовали условия временного хранения растворенных мембран в модифицированной Дульбекко среде Игла (DMEM) для каждого образца. Это основная переменная исследования, определяющая вязкость суспендированных желатиновых мембран, которая, в свою очередь, влияет на точность пипетирования суспензии. Условия хранения варьировались от комнатной температуры (RT) до 4 ^оС и –20 ^оС.

На этапе II команда проверила количество DMEM (5 мл, 10 мл или 20 мл), необходимое для суспендирования желатиновой мембраны после захвата аэрозоля. Они также рассмотрели объем образца, необходимый для заражения клеток (100 мкл или 200 мкл). На этапе III команда измерила влияние замораживания желатиновых мембран вскоре после восстановления вируса. Это помогло им оценить обработку образцов как удобную для сотрудников лаборатории.

Результаты исследования

Однократный пассаж в клетках увеличивал восстановление SARS-CoV-2 с помощью исследуемого метода, хотя замораживание мембран перед суспензией в культуральной среде снижало восстановление. Основываясь на данных исследования, авторы рекомендуют образцы обрабатывать сразу после сбора. К сожалению, требование пассажа клеток ограничивало прямое количественное определение вирусных титров, первоначально обнаруженных при отборе проб воздуха. Несмотря на небольшой объем, метод исследования может выявить SARS-CoV-2 путем пассирования клеток перед анализом бляшек.

Выводы

Авторы не смогли уточнить, нуждается ли метод исследования в оптимизации для каждого вызывающего озабоченность варианта SARS-CoV-2 (VOC) отдельно. Таким образом, они рекомендовали оценить все клеточные методы для новых летучих органических соединений, чтобы создать основу для оптимизации.

Лабораторные аэрозоли не могут воспроизвести все размеры частиц в аэрозолях, полученных из человеческой речи. Кроме того, BLAM, использованный в исследовании, также не мог воспроизвести состав вирусных аэрозолей, образующихся при выдохе человека. Кроме того, аэрозоли, создаваемые человеком, различаются у разных людей в зависимости от тяжести заболевания. Тем не менее, результаты текущего исследования могут помочь в дальнейших исследованиях передачи SARS-CoV-2 и помочь в разработке методов отбора проб в окружающей среде.

*Важное замечание

bioRxiv публикует предварительные научные отчеты, которые не рецензируются экспертами и, следовательно, не должны рассматриваться как окончательные, направляющие клиническую практику/поведение, связанное со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.