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Jan 09, 2024

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Scientific Reports volume 13, Numéro d'article : 4241 (2023) Citer cet article 424 Accès à 2 détails d'Altmetric Metrics Dans le cadre de la pandémie de COVID-19, les laboratoires cliniques ont été confrontés à

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 4241 (2023) Citer cet article

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Détails des métriques

Dans le cadre de la pandémie de COVID-19, les laboratoires cliniques ont été confrontés à une augmentation massive des tests, ce qui a entraîné une pénurie de systèmes de collecte d'échantillons, de réactifs et de personnel. Nous avons utilisé des échantillons de gargarisme salins auto-collectés pour optimiser les tests de réaction en chaîne par polymérase (PCR) multiplex du SRAS-CoV-2 à haut débit afin de minimiser les coûts et le temps des technologues. Ceci a été réalisé grâce à l’élimination de l’extraction des acides nucléiques et à l’automatisation de la manipulation des échantillons sur un robot de manipulation de liquides largement disponible, Hamilton STARlet. Un script de lecture de codes-barres personnalisé pour lire l'ID de l'échantillon par le système logiciel Hamilton STARlet a été développé pour permettre l'échantillonnage primaire des tubes. L’utilisation de mélanges réactionnels précongelés pour le test SARS-CoV-2 a réduit le temps de préparation du test. Lors de la validation et des tests en direct, le test n’a produit aucun résultat faussement positif ou faussement négatif. Sur les 1 060 échantillons testés lors de la validation, 3,6 % (39/1 060) ont dû être retestés car ils étaient soit positifs pour un seul gène, présentaient un échec du contrôle interne ou une erreur d'aspiration de liquide. Bien que le délai d'exécution global n'ait été que légèrement plus rapide dans le flux de travail automatisé (185 minutes contre 200 minutes), le temps de manipulation a été réduit de 76 %, réduisant potentiellement la fatigue et l'épuisement professionnel du personnel. Ce processus décrit, depuis l'auto-collecte des échantillons jusqu'aux tests PCR directs automatisés, réduit considérablement la charge totale pesant sur les systèmes de santé en termes de ressources humaines et d'exigences en réactifs.

Le prélèvement d’échantillons nasopharyngés sur écouvillon (NPS) est toujours considéré comme la référence en matière de détection diagnostique du SRAS-CoV-21,2. Ce mode de prélèvement d'échantillons présente des inconvénients, tels que l'inconfort pour le patient et le fait qu'il nécessite beaucoup de ressources, car il nécessite un agent de santé (TS) dédié pour collecter ou superviser avec précision le processus de prélèvement d'échantillons. Une mauvaise performance de l’échantillonnage NPS peut entraîner des résultats faussement négatifs en raison d’un prélèvement d’échantillons inadéquat/inapproprié. Pour résoudre ce problème, d’autres types d’échantillons faciles à administrer, de préférence par auto-prélèvement, ont été activement recherchés pendant la pandémie de COVID-19. La salive a été le premier type d’échantillon non invasif et non NPS validé et dont les performances sont similaires à celles du type d’échantillon NPS de référence3,4,5,6. L'observation empirique selon laquelle le virus SARS-CoV-2 est stable pendant > 72 h dans cette matrice7, et ne nécessite donc pas de dispositifs de prélèvement spécialisés ni de conservateurs, a ouvert la possibilité d'effectuer un prélèvement d'échantillons auto-administré à domicile. Le développement de protocoles PCR « sans extraction »8,9 dans lesquels la salive est directement ajoutée au mélange réactionnel du test RT-qPCR sans traitement approfondi de purification de l’ARN, a encore amélioré l’acceptabilité clinique de ce type d’échantillon5. Cela a conduit à l'approbation des échantillons de salive par la Federal Drug Administration (FDA) et à un protocole de PCR directe pour les tests de salive, appelé Saliva Direct10, pour la détection du SRAS-CoV-2 dans le cadre des réglementations sur les autorisations d'utilisation d'urgence (EUA).

Malgré les avantages de la salive en tant qu’alternative simplifiée à l’échantillonnage NPS, sa mise en œuvre pratique pour la détection à haut débit du SRAS-CoV-2 s’est révélée difficile pour les laboratoires de diagnostic11. La salive brute est visqueuse et peut se figer peu de temps après son prélèvement6. Cela rend difficile le pipetage manuel ou sur un manipulateur de liquide automatisé. Des étapes discrètes sont nécessaires pour réduire sa viscosité, notamment une dilution dans des tampons spécifiques4,12,13 ou une incubation avec de la protéinase-K5, suivie d'un traitement thermique (95 °C pendant 30 min), pour inactiver l'agent déprotéinisant. Ces étapes pré-analytiques, bien que simples à mettre en œuvre, doivent être effectuées manuellement, imposant ainsi une charge de travail supplémentaire au laboratoire clinique. Pour atténuer cela, la collecte de la salive dans un milieu liquide tel que les milieux de transport universels/viraux (UTM/VTM) a été suggérée14. Cependant, la nature inhibitrice de ces agents de liquéfaction/stabilisation rend difficile la mise en œuvre du protocole original Saliva Direct, obligeant les laboratoires de diagnostic à traiter les échantillons de salive à l’aide de méthodes standard de purification d’ARN15,16,17. Cette voie de test prend non seulement du temps, mais est contraire aux objectifs initiaux du protocole Saliva Direct qui cherchait à rendre le test du SRAS-CoV-2 abordable, en particulier pour les environnements aux ressources limitées.

 4 years old) while preserving their performance when compared with HCW collected NPS20,21 This freed up clinical resources and saved NPS collection devices, which were in critically short supply at the time22. Further studies showed saline gargle was also amenable to extraction-free PCR, but unlike saliva, did not require complex pre-analytical processing due to its water-like consistency23,24. The simplicity of this process opened up the possibility of automating the testing process on a liquid handler. The goal of the present study was therefore to describe the optimization and implementation of the Spike/ORF8/RNaseP (SORP) multiplex PCR test to the gargle Direct-PCR (GDirect-PCR) format on an automated liquid handling platform—the Microlab STARlet (Hamilton Robotics, NV, USA) liquid handling system, henceforth referred to as Hamilton GDirect-PCR (HGDirect-PCR)./p> 65 °C (Fig. 1). This suggested that the PCR annealing temperature of 60 °C, set in the original SORP version 1 assay for purified RNA templates, was not optimal for saline gargle templates used in direct-PCR conditions. When RNA was extracted from saline gargle samples and used as a purified template, both the S/ORF8 targets amplified optimally at 60 °C (Fig. 4_suppl) and any departure from this temperature (> 60 °C), resulted in a gradual decrease in the detection signal of both these targets. This suggested that the performance of the spike gene target was influenced by both the temperature and nature of input template (purified RNA vs unpurified saline gargle). The ORF8 amplification was not affected by the type of input template but an, increase in temperature from the optimal 60 °C did result in dampening of the amplification signal (Fig. 4_Suppl)./p> 98% analytical sensitivity26. We also noticed poor performance of our original S/ORF8 assay where random dropout of the S gene target was observed on the GDirect-PCR workflow. However, this was addressed when the assay was re-optimized (SORP version 2). We would like to also add that, due to frequent mutations observed in the S-gene (https://covariants.org/), there could be possibilities of observing S-gene dropouts (S-/ORF8+). Getting this result would invariably lead to excessive burden of additional confirmatory testing as per our testing algorithm (Fig. 3). Under such circumstances, the most prudent remedial measure would be to perform a detailed in-silico analysis of the S-gene’s primer/probe set and implement any potential modification(s) to its sequence./p>