Κορονοϊός: Τι είναι το μοριακό τεστ;
της Μαριάννας Κυργιαφίνη
25η Απριλίου ή αλλιώς Ημέρα DNA όπως θα έχεις σίγουρα παρατηρήσει σε διάφορες δημοσιεύσεις και εικόνες στα social media. Στο παρελθόν, η Ημέρα DNA ίσως περνούσε απαρατήρητη ή και αδιάφορη για την πλειοψηφία του κόσμου. Τον τελευταίο χρόνο ωστόσο, λέξεις όπως DNA, RNA, πρωτεΐνες, αντιγόνα και αντισώματα έχουν μπει για τα καλά στην καθημερινότητά μας. Ο λόγος δεν είναι άλλος από τον…κορωνοϊό. Μαζί με όλα αυτά μπήκαν στη ζωή μας τα διαγνωστικά τεστ, μοριακά τεστ, αντισωμάτων κτλ. Μια ερώτηση όμως που συχνά πλανάται είναι τι είναι πράγματι ένα μοριακό τεστ; Δεν θα μπορούσε λοιπόν να μας δοθεί καλύτερη ευκαιρία από τη σημερινή μέρα για να το ανακαλύψουμε…ελάτε μαζί μας για να προσπαθήσουμε να δώσουμε απάντηση σε αυτή την ερώτηση!
Λίγα λόγια για τον κορωνοϊό
Αρχικά, αυτός ο ιός που μας…συντροφεύει τον τελευταίο ένα περίπου χρόνο διαθέτει κάποια συγκεκριμένα χαρακτηριστικά που καλό θα ήταν να κατανοήσουμε καλύτερα. Όπως όλοι οι ιοί, είναι ένα υποχρεωτικό κυτταρικό παράσιτο, δηλαδή μια μη αυτοτελής ακυτταρική μορφή ζωής. Τι σημαίνει αυτό; Σημαίνει ότι διαθέτει γενετικό υλικό το οποίο περιέχει όλες τις οδηγίες για την επιβίωση και τον πολλαπλασιασμό του αλλά πρέπει να εισέλθει σε κάποιο κύτταρο για να το καταφέρει αυτό. Πρακτικά δηλαδή, ο ιός αρχίζει να «ζει» από τη στιγμή που θα εισέλθει ή θα μολύνει κάποιο κύτταρο, όπως τα κύτταρα του πνεύμονα στον άνθρωπο. Πιο συγκεκριμένα, στην περίπτωση του κορωνοϊού οι οδηγίες για την επιβίωσή του, ή τα γονίδια όπως ονομάζονται, δεν είναι αποθηκευμένα σε μόρια DNA, αλλά σε μόρια RNA γι΄ αυτό και καλείται RNA-ιός. Όταν έχουμε όμως να κάνουμε με κάτι τόσο πολύτιμο τι συνηθίζουμε να κάνουμε; Που βάζουμε ένα ακριβό κόσμημα; Πιθανόν μέσα σε ένα κουτί ή ένα χρηματοκιβώτιο. Έτσι και στην περίπτωση του ιού, το RNA προστατεύεται από μια λιπιδική μεμβράνη, το κουτί που λέγαμε, στην επιφάνεια της οποίας συναντώνται διάφορες πρωτεΐνες.
Αυτή είναι λοιπόν η βασική δομή του κορωνοϊού μέχρι να εισέλθει σε ένα κύτταρο και χρησιμοποιώντας τα εργαλεία του ίδιου του κυττάρου να αρχίσει να πολλαπλασιάζεται.
Fun fact
Η ονομασία του κορωνοϊού δόθηκε από την εικόνα που προκύπτει κατά την παρατήρησή του στο μικροσκόπιο καθώς η μορφή του μοιάζει αυτή μιας κορώνας, ακριβώς σαν αυτή στο κεφάλι ενός βασιλιά ή μιας βασίλισσας!
Τι είναι το μοριακό τεστ;
Το μοριακό τεστ ή τεστ PCR, όπως συχνά αναφέρεται, βασίζεται στην ανίχνευση του γενετικού υλικού του ιού, δηλαδή του RNA.
Για να γίνει αυτό η διαδικασία έχει ως εξής:
Αρχικά, μια μεγάλη μπατονέτα χρησιμοποιείται για τη δειγματοληψία, δηλαδή την απομάκρυνση κυττάρων από τη μύτη ή το πίσω μέρος του στόματος. Αν το άτομο έχει μολυνθεί από τον ιό, τα συγκεκριμένα κύτταρα είναι επίσης μολυσμένα και φέρουν τον ιό.
Στη συνέχεια, στο εργαστήριο, ακολουθεί απομόνωση του γενετικού υλικού του ιού, δηλαδή του RNA. Για τη διαδικασία ανίχνευσής του χρησιμοποιείται μία μέθοδος που ονομάζεται PCR (polymerase chain reaction ή αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης στα ελληνικά). Πρόκειται για μια κλασική μέθοδο η οποία χρησιμοποιείται εδώ και πολλά χρόνια σε διαγνωστικές δοκιμασίες. Καθώς όμως η πραγματοποίησή της απαιτεί DNA, το RNA πρέπει να μετατραπεί σε δίκλωνο DNA με τη βοήθεια ενός ενζύμου, της αντίστροφης μεταγραφάσης (Reverse Transcriptase). Γι’ αυτό και στην πραγματικότητα η συγκεκριμένη PCR καλείται RT-PCR. Μέσω της RT-PCR, μικρά μόρια DNA συνδέονται σε συγκεκριμένες περιοχές του γονιδιώματος του ιού και ταυτόχρονα αυτό πολλαπλασιάζεται δημιουργώντας πολλά αντίγραφα. Σε αυτό το σημείο αξίζει να τονίσουμε ότι επειδή ακριβώς αυτά τα μικρά μόρια DNA, που καλούνται εκκινητές, αναγνωρίζουν μόνο συγκεκριμένες περιοχές του DNA του ιού η διαδικασία είναι και πολύ ειδική, αναγνωρίζει δηλαδή την ύπαρξη του ιού με μεγάλη ακρίβεια. Τέλος, μόρια χρωστικής έχουν την ικανότητα να συνδέονται στα αντίγραφα DNA που έχουν προκύψει, επιβεβαιώνοντας έτσι την παρουσία του ιού στο δείγμα και επιτρέποντας την αναγνώριση ενός θετικού δείγματος από τον ειδικό επιστήμονα. Με πιο απλά λόγια, θα μπορούσαμε να πούμε ότι η RT-PCR λειτουργεί όπως ακριβώς ένα φωτοτυπικό μηχάνημα που παράγει πολλά αντίγραφα του εγγράφου που θα του δώσουμε. Λειτουργεί όμως ακόμη πιο “έξυπνα” καθώς παράγει τα αντίγραφα μόνο όταν αναγνωρίσει συγκεκριμένες λέξεις-κλειδιά στο έγγραφο. Τα αντίγραφα που προκύπτουν θα μπορούσαμε επίσης να πούμε ότι είναι έγχρωμα, λειτουργώντας ως σήμα, όπως ακριβώς είδαμε ότι συμβαίνει με τα μόρια της χρωστικής.
Τέλος, αφού ολοκληρωθεί η ανάλυση, ενημερώνεται τόσο το άτομο που εξετάστηκε όσο και ο γιατρός του για το αποτέλεσμα.
Τα μοριακά τεστ έχουν μεγάλη ευαισθησία και ακρίβεια και μπορούν να ανιχνεύσουν τον ιό ακόμη και σε ασυμπτωματικά άτομα. Πέρα από την πληροφορία όμως αν το άτομο νοσεί ή όχι, μπορεί επίσης να γίνει προσδιορισμός του ιικού φορτίου το οποίο αποτελεί ένα μέτρο της ποσότητας του ιού.
Τα άλλα τεστ…
Τον τελευταίο καιρό όμως, ακούμε να αναφέρονται κι άλλα τεστ εκτός από τον μοριακό έλεγχο. Τα πιο συχνά είναι τα τεστ αντιγόνων και τα τεστ αντισωμάτων τα οποία καλούνται και rapid tests καθώς το αποτέλεσμα προκύπτει σε μικρότερο χρονικό διάστημα. Τα rapid test αντιγόνου, ή τεστ ταχείας ανίχνευσης αντιγόνου όπως ονομάζονται στα ελληνικά, είναι τα self-test που σιγά σιγά αναμένεται να μπουν κι αυτά στην καθημερινότητά μας. Αυτά πραγματοποιούνται με τον ίδιο τρόπο όπως και τα μοριακά, με τη λήψη δείγματος από τη μύτη ή το πίσω μέρος του στόματος, αλλά η βασική διαφορά είναι ότι ανιχνεύουν αντιγόνα, δηλαδή πρωτεΐνες του ιού. Μετά τη λήψη του δείγματος, χρησιμοποιούνται χημικές ουσίες που κατακερματίζουν τον ιό και τα κομμάτια που προκύπτουν ανιχνεύονται μέσω της σύνδεσης αντισωμάτων που είναι τοποθετημένα σε μια επιφάνεια με τα αντιγόνα του ιού. Η σύνδεση αυτή συνοδεύεται από την παραγωγή κάποιου σήματος, όπως π.χ. η παραγωγή χρώματος. Τα rapid τεστ αντιγόνου πραγματοποιούνται πιο γρήγορα, σε 15 με 20 λεπτά, ωστόσο δεν είναι τόσο ευαίσθητα όσο τα μοριακά.
Τέλος, μπορεί κανείς να πραγματοποιήσει τεστ αντισωμάτων τα οποία όμως δεν είναι τόσο συνηθισμένα. Η διαδικασία περιλαμβάνει τη λήψη μερικών σταγόνων αίματος για την ανίχνευση αντισωμάτων. Τα αντισώματα είναι ειδικές πρωτεΐνες που παράγει ο οργανισμός μας, για να εξουδετερώσει διάφορους παθογόνους μικροοργανισμούς. Για να παραχθούν αντισώματα έναντι του κορωνοϊού, το άτομο θα πρέπει να έχει νοσήσει κάποια στιγμή στο παρελθόν, ή να έχει εμβολιαστεί κατά του κορονοϊού.
Τα τεστ αντισωμάτων, ανιχνεύουν την αντίδραση του ανθρώπινου οργανισμού κατά του κορωνοϊού, σε αντίθεση με τον μοριακό έλεγχο ή τα τεστ αντιγόνου που ανιχνεύουν την παρουσία του ιού στο ανθρώπινο σώμα.
Κλείνοντας
Ο κορωνοϊός, δυστυχώς, έχει γίνει πλέον ένας παράγοντας που επηρεάζει δραματικά την καθημερινότητά μας. Έτσι τα διαγνωστικά τεστ αποτελούν ένα πολύ σημαντικό εργαλείο για να προστατέψουμε εμάς αλλά και τους συνανθρώπους μας. Όπως προκύπτει, δεν υπάρχει “καλό” και “κακό” τεστ, απλά κάθε τεστ παρουσιάζει πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να δώσει απαντήσεις σε διαφορετικά ερωτήματα.
Τα rapid test αντιγόνου και το μοριακό τεστ (PCR) πραγματοποιούνται με λήψη δείγματος από τη μύτη ή το πίσω μέρος του στόματος ενώ το τεστ αντισωμάτων απαιτεί τη λήψη αίματος.
Το μοριακό τεστ έχει τη μεγαλύτερη ευαισθησία και ακρίβεια για τη διάγνωση του κορωνοϊού.
Κάθε τεστ απαντά σε διαφορετική ερώτηση, όπως π.χ. νόσησα στο παρελθόν από κορονοϊό ή νοσώ τώρα;
Για περισσότερες πληροφορίες:
FIslam, K. U., & Iqbal, J. (2020). An Update on Molecular Diagnostics for COVID-19. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, 10, 694. https://doi.org/10.3389/fcimb.2020.560616
La Marca, A., Capuzzo, M., Paglia, T., Roli, L., Trenti, T., & Nelson, S. M. (2020). Testing for SARS-CoV-2 (COVID-19): a systematic review and clinical guide to molecular and serological in-vitro diagnostic assays. Reproductive biomedicine online, 41(3), 483–499. https://doi.org/10.1016/j.rbmo.2020.06.001
Tang, Y. W., Schmitz, J. E., Persing, D. H., & Stratton, C. W. (2020). Laboratory diagnosis of COVID-19: Current issues and challenges. In Journal of Clinical Microbiology (Vol. 58, Issue 6). American Society for Microbiology. https://doi.org/10.1128/JCM.00512-20
Λίγα λόγια για την Μαριάννα Κυργιαφίνη
Γεια σας! Ονομάζομαι Μαριάννα Κυργιαφίνη και κατάγομαι από τη Χαλκιδική. Τα τελευταία έξι χρόνια μένω στη Λάρισα καθώς είμαι απόφοιτος του τμήματος Βιοχημείας-Βιοτεχνολογίας του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας. Στο ίδιο τμήμα συνεχίζω και τις μεταπτυχιακές σπουδές μου στις “Προηγμένες Πειραματικές και Υπολογιστικές Βιοεπιστήμες”. Ερευνητικά ασχολούμαι με τον προσδιορισμό του γενετικού προφίλ της ανδρικής υπογονιμότητας. Εκτός από την περιέργεια που με διακατέχει για το πώς λειτουργεί η φύση γύρω μου, με ενδιαφέρει επίσης η επικοινωνία της επιστήμης κι έτσι είμαι μέρος μιας μεγάλης εθελοντικής πρωτοβουλίας που έχει ως στόχο να φέρει την επιστήμη μέσα στη σχολική τάξη και αρθρογραφώ σε ψηφιακά μέσα ώστε να μυήσω κι άλλο κόσμο στον υπέροχο κόσμο της βιολογίας. Λατρεύω τα ταξίδια, το διάβασμα και τη μαγειρική.