למרות הצלחות מבצעי החיסון בישראל ובחלק ממדינות העולם, מדיפת הקורונה ממשיכה להשתולל במקומות רבים בעולם, ומדינות רבות ממתינות לתכניות חיסון רחבות היקף ולטיפולים אנטי-ויראליים יעילים. כדי למנוע את התפשטות את המחלה ולהתמודד עם וריאנטים חדשים, גם המדינות המחוסנות זקוקות לבדיקות מעבדה יעילות.
הדרך הטובה ביותר לבודד מקרים חיוביים ולהכיל את התפשטות הנגיף הינה באמצעות בדיקות מולקולריות המאתרות נוכחות של הנגיף SARS-CoV-2. יש כמה שיטות כאלו: גילוי חלבונים נגיפיים (בדיקת אנטיגן), או גילוי נוכחות של RNA נגיפי (בדיקת PCR) בדגימות שנלקחות במטוש מהאף ומהלוע.
בדיקות האנטיגן פשוטות יותר לוגיסטית ומאפשרות בדיקות המוניות, אך כוח הגילוי שלהן חלש יחסית – אנשים נגועים הנושאים כמויות נמוכות של נגיף נותרים ללא אבחנה ויכולים להמשיך להדביק אנשים אחרים. לעומת זאת, בדיקות PCR רגישות יותר כיוון שהן מכפילות את שברי הגנום הנגיפי לפני שנערכת סריקה לאיתור הנגיף. עם זאת, הן מסתמכות על איתור תוויות פלואורסצנטיות המתייגות רצפים נגיפיים. כלומר, איגום של דגימות המגיעות מאנשים שונים הופך את התהליך לבלתי יעיל. אם המאגר הנבדק חיובי, יש לבחון שוב את כל הדגימות בקבוצה הנבדקת כדי לזהות את מקור האות הפלואורסצנטי. הדבר דורש מכונות רבות ויקרות, והתהליך עצמו איטי.
בתחילת המגיפה, מדענים במכון BioCenter בוינה החליטו לחפש דרך לייעל את הבדיקות. מומחים לגנומיקה, ביוכימיה של RNA ומנתחי מידע פיתחו שיטה שמאפשרת לבדוק כמויות גדולות של דגימות באותה רגישות כמו בדיקות PCR רגילות. השיטה נקראת SARSeq, היא מסוגלת לעבד עד 36 אלף דגימות בפחות מ-48 שעות, והבדיקה בעלת ספציפיות ורגישות גבוהות. מאמר המתאר את השיטה פורסם לאחרונה בכתב העת Nature.
עקרון הבדיקה הוא פשוט מבחינה רעיונית: דגימות ממטופלים נאספות לצלחת בארות (מיקרוטיטר) שמכילה הרבה בארות קטנות, כשלכל באר מוכנסת דגימה יחידה. מקטע של RNA ייחודי לקורונה, הגן נוקלאוקפסיד, מומר באופן סלקטיבי ל-DNA ועובר הגברת PCR בכל באר שמכילה אותו.
בשיטה זו כל דגימה מקבלת סט ייחודי של רצפי DNA קצרים – ברקודים – שמתחברים ל- DNAהנגיפי המגביר. בשלב ההגברה השני, כל הדגימות מצלחת אחת מאוגמות לבאר אחת, שמקבלת סדרה שונה של ברקודי DNA ייחודיים. צילום: Nature Communications[/caption]
הגברת החומר הנגיפי מדגימות בודדות יוצרת הומוגניזציה של כמותו בדגימות חיוביות, דבר שהופך את שיטת SARSeq לרגישה מאוד. בתוך אלפי הדגימות שאפשר לבדוק במקביל, חלקן עשוי להכיל עד עשרה מיליון יותר חלקיקי נגיף מאשר בבדיקות אחרות. אם הדגימות האלו היו מאוגמות לפני הגברת PCR, דגימות עם כמות גדולה של חומר נגיפי היו מסוות מקרים חיוביים אחרים.
בשיטת SARSeq כל דגימה מקבלת סט ייחודי של רצפי DNA קצרים – ברקודים – שמתחברים ל-DNA הנגיפי המגביר. בשלב ההגברה השני, כל הדגימות מצלחת אחת מאוגמות לבאר אחת, שמקבלת סדרה שונה של ברקודי DNA ייחודיים. אפשר לאגם שוב את התוכן של צלחות באר נוספות, שכן מולקולות ה-DNA של כל דגימה הן בעלות רצף ייחודי של שני ברקודים. שיטת האיגום והברקוד הזו הופכת את שיטת SARSeq לספציפית מאוד והיא יכולה לתת מענה לעומס בכמות העבודה.
השיטה משתמשת בטכנולוגיה ששימשה לריצוף הגנום האנושי. מכונת NGS מעבדת את הדגימות המאוגמות ומציינת אילו דגימות מכילות חומר נגיפי. הברקודים מ-DNA מבדילים בין הדגימות החיוביות ומראים לאיזה מטופל הן שייכות. השיטה מבוססת NGS מאפשרת לבדוק כמה גדילי RNA במקביל, כולל RNA ממחוללי מחלות אחרות. החוקרים מהמכון האוסטרי צופים שכל בדיקה תעלה בעתיד פחות מחמישה אירו.
