Otimização de ensaios moleculares para o diagnóstico da Covid-19

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Sousa, Karoline Almeida Felix de
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da FIOCRUZ (ARCA)
Texto Completo: https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/57508
Resumo: INTRODUÇÃO: Para o controle da pandemia de SARS-CoV-2 a testagem em massa se revelou fundamental. No entanto, sua implementação possui alguns gargalos, especialmente em populações de baixo índice socioeconômico, já que a metodologia padrão-ouro para detecção do SARS-CoV-2 é o RT-PCR em amostras de swab nasofaríngeo, exigindo infraestrutura dedicada à coleta, laboratórios sofisticados e equipe especializada. Portanto, a necessidade de testes rápidos, simples e precisos para diagnosticar a infecção por SARS-CoV 2 é de extrema importância, bem como a validação destes ensaios em outras alternativas de amostras de mais fácil obtenção, como a saliva. Os sistemas utilizando CRISPR para o diagnóstico de COVID-19 tem se apresentado como promissores, já que apresentam alta sensibilidade, rapidez de detecção e não requerem laboratórios especializados. OBJETIVO: Otimizar métodos moleculares para a detecção do SARS-CoV-2 em amostras de saliva e validar um protótipo de teste molecular "point of care" baseado na tecnologia CRISPR/Cas12. METODOLOGIA: Trata-se de um estudo de corte transversal envolvendo 103 participantes, no período de março a maio de 2021, submetidos à coleta de amostras pareadas de swab nasofaríngeo e saliva. Para a validação do RT-PCR em amostras de saliva, foram utilizados três kits comerciais e diferentes protocolos pré-analíticos envolvendo a etapa de extração e condições de armazenamento/estabilidade das amostras. Para o teste rápido com CRISPR/Cas12 foram avaliadas 29 amostras no período de janeiro a fevereiro de 2022 e desenhados três de grupos de primers para a reação de amplificação isotérmica (LAMP) e os respectivos gRNAs com primers fluorescentes para a detecção do complexo RNA-proteína através da clivagem no fluxo lateral. RESULTADOS: Observou-se 100% e 89,1% de concordância comparando amostras de saliva em AllplexTM e TaqPathTM com RT-PCR em amostra de swab, respectivamente. A análise de estabilidade da saliva demonstrou capacidade de detecção do SARS-CoV-2 em amostras armazenadas por 30 dias a -80oC. O ensaio CRISPR/Cas12 mostrou 100% de concordância entre os resultados obtidos por RT- PCR, com limite de detecção de 15,6 PFU. Não foi observada reação cruzada com outros vírus respiratórios. O método RT-PCR apresentou uma sensibilidade de aproximadamente 8 cópias de RNA/µL e o CRISPR/Cas12 de 84 cópias de RNA/µL. CONCLUSÃO: A saliva é uma amostra sensível para o diagnóstico da COVID-19. Nosso estudo mostra evidências de que é possível identificar indivíduos com infecção assintomática sem a necessidade de extração de RNA e solução estabilizadora de RNA, tornando assim o diagnóstico de saliva promissor para testes diretos na rotina laboratorial. O ensaio CRISPR/Cas12 oferece uma alternativa promissora mais rápida para a detecção de SARS-CoV-2, mas novos estudos são necessários para que este método seja validado.
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Portanto, a necessidade de testes rápidos, simples e precisos para diagnosticar a infecção por SARS-CoV 2 é de extrema importância, bem como a validação destes ensaios em outras alternativas de amostras de mais fácil obtenção, como a saliva. Os sistemas utilizando CRISPR para o diagnóstico de COVID-19 tem se apresentado como promissores, já que apresentam alta sensibilidade, rapidez de detecção e não requerem laboratórios especializados. OBJETIVO: Otimizar métodos moleculares para a detecção do SARS-CoV-2 em amostras de saliva e validar um protótipo de teste molecular "point of care" baseado na tecnologia CRISPR/Cas12. METODOLOGIA: Trata-se de um estudo de corte transversal envolvendo 103 participantes, no período de março a maio de 2021, submetidos à coleta de amostras pareadas de swab nasofaríngeo e saliva. Para a validação do RT-PCR em amostras de saliva, foram utilizados três kits comerciais e diferentes protocolos pré-analíticos envolvendo a etapa de extração e condições de armazenamento/estabilidade das amostras. Para o teste rápido com CRISPR/Cas12 foram avaliadas 29 amostras no período de janeiro a fevereiro de 2022 e desenhados três de grupos de primers para a reação de amplificação isotérmica (LAMP) e os respectivos gRNAs com primers fluorescentes para a detecção do complexo RNA-proteína através da clivagem no fluxo lateral. RESULTADOS: Observou-se 100% e 89,1% de concordância comparando amostras de saliva em AllplexTM e TaqPathTM com RT-PCR em amostra de swab, respectivamente. A análise de estabilidade da saliva demonstrou capacidade de detecção do SARS-CoV-2 em amostras armazenadas por 30 dias a -80oC. O ensaio CRISPR/Cas12 mostrou 100% de concordância entre os resultados obtidos por RT- PCR, com limite de detecção de 15,6 PFU. Não foi observada reação cruzada com outros vírus respiratórios. O método RT-PCR apresentou uma sensibilidade de aproximadamente 8 cópias de RNA/µL e o CRISPR/Cas12 de 84 cópias de RNA/µL. CONCLUSÃO: A saliva é uma amostra sensível para o diagnóstico da COVID-19. Nosso estudo mostra evidências de que é possível identificar indivíduos com infecção assintomática sem a necessidade de extração de RNA e solução estabilizadora de RNA, tornando assim o diagnóstico de saliva promissor para testes diretos na rotina laboratorial. O ensaio CRISPR/Cas12 oferece uma alternativa promissora mais rápida para a detecção de SARS-CoV-2, mas novos estudos são necessários para que este método seja validado.INTRODUCTION: For the control of the SARS-CoV-2, pandemic mass testing proved to be crucial. However, its implementation has some bottlenecks, especially in low socioeconomic populations, since the gold standard methodology for SARS-CoV-2 detection is RT-PCR in nasopharyngeal swab samples, requiring dedicated collection infrastructure, sophisticated laboratories, and specialized staff. Therefore, the need for rapid, simple and accuracy tests to diagnose SARS-CoV-2 infection is of extreme importance, as well as the validation of the assays in other more easily obtained samples alternatives, such as saliva. Systems using CRISPR for the diagnosis of COVID-19 have shown promise, as they have high sensitivity, rapid detection, and do not require specialized laboratories OBJECTIVE: Optimize molecular methods for the detection of SARS-CoV-2 in saliva samples and validate a prototype "point of care" molecular test based on CRISPR/Cas12 technology. METHODS: This is a cross- sectional study involving 103 participants from March to May 2021, submitted to the collection of paired samples of nasopharyngeal swab and saliva. For the validation of RT-PCR in saliva samples, three commercial kits and different pre-analytical protocols involving the extraction step and storage/stability conditions of the samples were used. For the rapid test with CRISPR/Cas12, 29 samples were evaluated from January to February 2022 and three groups of primers were designed for the isothermal amplification reaction (LAMP) and the respective gRNAs with fluorescent primers for the detection of the RNA-protein complex by lateral flow cleavage. RESULTS: We observed 100% and 89.1% concordance in saliva samples comparing AllplexTM and TaqPathTM with RT- PCR on swab sample, respectively. Saliva stability analysis demonstrated the capability of detecting SARS CoV-2 in samples stored for 30 days at-80oC. The CRISPR/Cas12 assay showed 100% concordance between the results obtained by RT-PCR, with a detection limit of 15.6 PFU. No cross-reaction with other respiratory viruses was observed. The RT-PCR method showed a sensitivity of approximately 8 RNA copies/µL and the CRISPR/Cas12 of 84 RNA copies/µL. CONCLUSIONS: Saliva is a sensitive sample for the diagnosis of COVID-19. Our study shows evidence that it is possible to identify asymptomatic infectious individuals without the need for RNA extraction and RNA stabilizing solution, thus making saliva diagnostics promising for direct testing in the laboratory routine. The CRISPR/Cas12 assay offers a promising faster alternative for the detection of SARS-CoV-2, but further studies are necessary to validate this method.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES). Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado da Bahia (FAPESB). Programa INOVA FIOCRUZ.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil.porSalivaCOVID-19CRISPRDiagnósticoSalivaCOVID-19CRISPRDiagnosisSalivaCOVID-19Otimização de ensaios moleculares para o diagnóstico da Covid-19info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis2022Instituto Gonçalo MonizMestrado AcadêmicoSalvadorPrograma de Pós-Graduação em Biotecnologia em Saúde e Medicina Investigativainfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da FIOCRUZ (ARCA)instname:Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ)instacron:FIOCRUZLICENSElicense.txttext/plain1748https://www.arca.fiocruz.br/bitstream/icict/57508/1/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD51ORIGINALkaroline _felix_fioba_mest_2022.pdfapplication/pdf6752216https://www.arca.fiocruz.br/bitstream/icict/57508/2/karoline%20_felix_fioba_mest_2022.pdfeaad20df666a7bb63f5a5587883373f3MD52icict/575082023-03-23 09:11:56.051oai:www.arca.fiocruz.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://www.arca.fiocruz.br/oai/requestrepositorio.arca@fiocruz.bropendoar:21352023-03-23T12:11:56Repositório Institucional da FIOCRUZ (ARCA) - Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ)false
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