Як відбуваються тестування на вірусні інфекції
Увага: Через позицію правовласника щодо вмісту дане відео українською було видалене з Ютуб каналу "Цікава наука". Ви зможете знайти його на Толоці.
Новий вірус з'являється, і поширюється, немов лісова пожежа.
І щоб стримати його поширення, вчені повинні спочатку зібрати дані про те, хто був інфікований.
Важливе значення мають два основні методи вірусного тестування: один показує, чи є вірус у вашому організмі, а інший показує, чи був він у вас раніше.
Отже, як саме працюють ці тести?
Метод ПЛР або полімеразної ланцюгової реакції націлений на генетичний матеріал вірусу в організмі, і використовується для діагностування тієї людини, яка вже інфікована.
Однак цей генетичний матеріал може бути наявним у настільки малих кількостях, що його практично неможливо виявити.
Ось тут і стає в пригоді ПЛР: цей метод використовується для значного збільшення кількості копій генетичного матеріалу, що робить можливими його подальші дослідження.
Щоб розробити ПЛР-тест для нового вірусу, дослідники спочатку секвенують його геном, і визначають ділянки, унікальні саме для цього конкретного вірусу.
Потім метод ПЛР націлюють на ці ділянки.
ПЛР-тестування починається з відбору проби: це може бути кров у випадку вірусів гепатиту, кал у випадку поліовірусу, і матеріал з носа чи горла у випадку коронавірусів.
Зразок доставляють в лабораторію, де проводять ПЛР для перевірки на наявність вірусного геному.
Генетична інформація може кодуватися за допомогою ДНК або РНК.
Наприклад, вірус папіломи людини використовує ДНК, тоді як SARS-CoV-2, що викликає COVID-19, використовує РНК.
Перед початком ПЛР вірусну РНК — якщо вона є в зразку — піддають процесу зворотної транскрипції, щоб отримати комплементарну ДНК.
Тепер власне й починається полімеразна ланцюгова реакція.
Якщо вірус присутній у зразку, його унікальні ділянки генетичного коду будуть ідентифіковані комплементарними праймерами й скопійовані спеціальними ферментами.
Одна нитка ДНК стає сотнями мільйонів, які вже можна виявити за допомогою мічених флуоресцентним барвником реагентів.
Якщо прилад для ПЛР реєструє флуоресценцію, то результат тестування на наявність вірусу є позитивним, а це означає, що людина інфікована.
Імуноферментні аналізи, з іншого боку, отримують доступ до "пам'яті" імунної системи, показуючи, чи був піддослідний інфікований раніше.
Вони працюють, орієнтуючись на вірусоспецифічні антитіла, що виробляються імунною системою у відповідь на інфекцію.
Це класи спеціалізованих білків, які ідентифікують патогени на кшталт вірусів і нейтралізують їх.
Імуноферментні аналізи можуть виявляти імуноглобуліни G (ге), найпоширеніший клас антитіл, а також імуноглобуліни класу M (ем), які утворюються найпершими після інфікування.
Наявність антитіл IgM (і-ге-ем) свідчить, що інфікування відбулося недавно.
Але оскільки організму може знадобитися тиждень, щоб синтезувати виявну кількість цих антитіл, вони ненадійні в діагностиці інфекцій.
Водночас антитіла IgG (і-ге-ге) циркулюють досить довго після зараження; і їхня наявність зазвичай вказує на те, що хтось був інфікований, і вже одужав.
Для імуноферментного аналізу медичний працівник бере кров у людини.
Потім цей зразок вступає в контакт з особливими частинами вірусу — його антигенами.
Якщо організм піддавався дії вірусу в минулому, вірусоспецифічні антитіла зв'язуватимуться з антигенами під час тесту.
Під час реакції відбувається зміна забарвлення, що вказує на позитивний результат тестування, тобто на те, що людина була інфікована цим вірусом.
Імуноферментні дослідження особливо важливі, коли справа стосується ретроактивної діагностики людей, які були інфіковані, але не проходили тестування.
І для тих, хто виробив імунітет до вірусу, існує чудова можливість: в деяких випадках їхню плазму крові можна використати як лікування для людей, які в цей момент борються з цією хворобою.
ПЛР та імуноферментні аналізи постійно вдосконалюються, стаючи точнішими та ефективнішими.
Наприклад, інновації в ПЛР призвели до появи автономних приладів для тестування, що видають результат упродовж однієї години.
Цифрова ПЛР, яка кількісно визначає окремі ділянки цільової ДНК, досить перспективна з точки зору підвищення точності.
І хоча імуноферментні аналізи важко швидко розвивати, сингапурським дослідникам вдалося створити його для SARS-CoV-2 ще до того, як захворювання COVID-19 було оголошене пандемією.
Ці методи тестувань, разом з ученими, які їх розробляють, та медичними працівниками, які їх проводять, безумовно необхідні.
А якщо задіювати їх вчасно, вони можуть врятувати мільйони життів.
