Test PCR

Maximilian Reindl a studiat chimia și biochimia la LMU din München și este membru al echipei editoriale din decembrie 2020. El se va familiariza cu subiectele politicii medicale, științifice și de sănătate pentru dvs., pentru a le face ușor de înțeles și de înțeles.

Mai multe postări ale lui Maximilian Reindl Tot conținutul este verificat de jurnaliștii medicali.

Testele PCR au devenit o parte indispensabilă a medicinei moderne și a diagnosticului molecular. Deoarece sunt atât de precise, sunt considerate „etalonul aurului”. Acestea pot fi utilizate într-o gamă largă de aplicații, de la detectarea agenților patogeni până la screeningul bolilor ereditare - adică oriunde este necesar pentru a detecta în mod fiabil chiar și cele mai mici urme de material ereditar. Aflați aici de ce este atât de precis testul PCR, unde este utilizat și cum funcționează în detaliu.

Ce este un test PCR?

Un test PCR este o metodă de laborator din biologie moleculară și medicină. Testul este utilizat pentru detectarea directă - și caracterizarea - materialului genetic. Experții consideră că metoda PCR este ușor de realizat, aplicabilă universal și robustă.

În laborator, un test PCR constă din două etape. Într-un prim pas, materialul genetic existent este reprodus cu ajutorul reacției în lanț a polimerazei sau PCR pe scurt. În acest fel, pot fi examinate cele mai mici urme de ADN. Acesta este și motivul pentru care testele PCR sunt atât de sensibile.

Într-un al doilea pas, materialul genetic este separat, „sortat” și astfel caracterizat în funcție de proprietățile sale. Deci structura fină a ADN-ului este determinată.

Există multe utilizări posibile: medicii folosesc un test PCR pentru a examina, de exemplu, frotiurile pentru coronavirusuri, donațiile de sânge pentru HIV sau screeningul nou-născuților pentru posibile boli ereditare. Infecțiile bacteriene - de exemplu cu agentul patogen al tuberculozei - sau infecțiile parazitare (malaria) pot fi, de asemenea, clarificate cu PCR.

De asemenea, ajută în medicina criminalistică la condamnarea infractorilor pe baza amprentei lor genetice sau sunt folosiți ca teste de paternitate.

Toate aceste aplicații sunt rezumate sub termenul diagnostic molecular. PCR găsește astfel o aplicație practică în cercetare, diagnosticare și criminalistică mult dincolo de detectarea agentului patogen Sars-CoV-2.

(Corona) Test PCR versus test PCR rapid

De obicei, evaluarea unui test PCR are loc într-un laborator specializat. Aceasta înseamnă că materialul eșantion este trimis și examinat acolo. Rezultatul este de obicei primit câteva zile mai târziu.

Diferite startup-uri (GNA Biosolutions, Spindiag) au prezentat recent noi tipuri de dispozitive mobile de testare. Pentru aceasta au primit, de asemenea, aprobări speciale de la Institutul Federal pentru Medicamente și Dispozitive Medicale (BfArM). Cu ajutorul acestor dispozitive mobile de testare PCR, un test PCR ar fi posibil și fără un laborator specializat.

Această abordare are un mare potențial, deoarece un rezultat fiabil al testului ar putea fi disponibil în câteva ore direct la locul unde a fost prelevată proba (centrul de testare).

Măsura în care astfel de sisteme rapide de testare PCR vor prevala în practică nu poate fi încă evaluată. De asemenea, nu se știe încă cât de repede vor fi furnizate centrele de testare cu aceste dispozitive peste tot.

În viitorul previzibil, vor continua, prin urmare, să se efectueze teste PCR „regulate” bazate pe laborator, care determină o anumită întârziere între eșantionare și rezultatul testului.

Cât de fiabil este un test PCR?

PCR este o metodă de detectare dovedită în diagnosticul molecular și medicină. Este considerat așa-numitul standard de aur cu o rată de eroare foarte scăzută. Testele se caracterizează în special printr-o sensibilitate și specificitate foarte ridicate.

Sensibilitatea înseamnă fiabilitatea cu care un test găsește materialul genetic care trebuie detectat.

Specificitate înseamnă certitudinea cu care testul determină că materialul genetic în cauză nu este prezent în eșantion.

Când funcționează testele PCR în cazul unei infecții cu Sars CoV-2?

De regulă, testul PCR detectează o infecție coronariană cu două până la trei zile înainte și până la 20 de zile după apariția simptomelor. Chiar și în cazul persoanelor infectate care rămân complet lipsite de simptome, testul funcționează într-un interval de timp critic când pot infecta pe alții.

În cazuri individuale, dovada acestui lucru este posibilă chiar și la 60 de zile de la apariția simptomelor bolii.

În prima zi după o infecție coronariană, un test PCR poate fi, de asemenea, negativ, chiar dacă este prezentă o infecție. Într-un astfel de caz, nu existau suficienți viruși în gât în ​​momentul testului de frotiu. Cu toate acestea, dacă există o suspiciune rezonabilă a unei infecții, medicii efectuează de obicei un alt test PCR în următoarele zile.

surse posibile de eroare

Rata de eroare în procesul de copiere a ADN-ului este neglijabilă în practică. Deși ADN-polimerazele nu funcționează niciodată corect, ele joacă cu greu un rol în procesul de testare PCR.

În practică, posibilele surse de eroare stau în procesul de prelevare a probelor: Prin urmare, este important ca personalul medical instruit să efectueze frotiurile. Probele de salivă și gargară ar putea reduce precizia, deoarece efectele de diluare apar aici.

Cum funcționează un test PCR?

Un test PCR este efectuat, de exemplu, de către medicul de familie sau în centre speciale de testare. În primul rând, medicii sau profesioniștii din domeniul sănătății instruiți iau un eșantion. De obicei, un tampon este luat din căile respiratorii superioare pentru test. Aceasta ia de obicei forma unui tampon de gură sau nas și gât.

Gargara cu o soluție de clătire este, de asemenea, posibilă. O probă de sânge este atipică pentru detectarea coroanei - dar răspândită, de exemplu, în screening-ul nou-născuților.

Indiferent de tipul probei luate, materialul genetic se găsește pe tamponul de bumbac, în soluția de clătire sau într-o picătură de sânge. Acest material de probă este trimis la un laborator, unde este izolat și purificat.

Un test PCR este apoi împărțit în doi pași:

• PCR: În acest pas, cantitatea de material genetic original este multiplicată.
• Electroforeză: în a doua etapă, segmentele genomului sunt „sortate” în funcție de mărime. În acest fel, proba poate fi caracterizată - se determină structura fină a materialului genetic.

Pasul 1: PCR - „Reacția în lanț a polimerazei”

„PCR” este primul din cei doi pași de lucru: aici se înmulțește cantitatea de ADN inițial existent. Deoarece numai atunci când materialul genetic este disponibil în cantitate suficientă poate fi examinat. În principal, acesta este ADN uman; testele pentru coronavirus sunt în consecință ARN-ul virusului.

Abrevierea PCR înseamnă termenul englezesc „Polymerase Chain Reaction”.

De ce este nevoie pentru un PCR?

ADN-ul inițial este situat într-un vas de reacție cu substanțe speciale. Materialul genetic existent servește drept șablon, care este copiat în prezența anumitor enzime (Taq polimeraza) și a anumitor blocuri de bază ale ADN-ului.

Procesul de copiere are loc în mai multe cicluri (repetitive).

Mai exact, sunt combinate următoarele substanțe:

• ADN de pornire: material de probă care trebuie reprodus.
• Blocuri de bază ale ADN-ului: acestea sunt nucleobazele adenină, timină, citozină și guanină.
• ADN polimerază: o enzimă care leagă blocuri de construcție ADN individuale pentru a forma o catenă de ADN bine definită. Noul fir obținut este o imagine oglindită (complementară) a materialului inițial original.
• Soluție tampon: Reacția în lanț a polimerazei are loc într-o soluție tampon fiziologică. Acest lucru asigură condiții similare celor găsite în celulele umane. Această soluție menține pH-ul stabil și conține, de asemenea, ioni de magneziu. Aceste condiții controlate sunt necesare pentru a asigura funcționalitatea ADN polimerazei.
• Grunduri: constau din 16 până la 24 de perechi de baze și servesc drept poziție de pornire și semnal de pornire. Grundurile arată ADN polimeraza în ce moment (al ADN-ului inițial) începe procesul de copiere.

Cum se face un test PCR?

Deoarece toate substanțele necesare pentru o PCR se află acum în vasul de reacție, procesul de copiere propriu-zis al materialului genetic poate începe. Acest lucru este pornit, controlat și oprit din nou de temperatură.

În consecință, vasul de reacție este încălzit sau răcit într-un mod țintit la diferite temperaturi. Acest lucru se face cu un dispozitiv special - așa-numitul termociclator. Reacția generală durează aproximativ una până la două ore.

Etapele individuale ale unui ciclu PCR sunt:

• Denaturarea firelor duble de ADN: proba este încălzită la aproximativ 90 de grade Celsius. Ca rezultat, catena dublă ADN originală se rupe în două catene simple separate (complementare).
• Atașarea grundului: temperatura este redusă la puțin sub 60 de grade Celsius. Ca rezultat, primerii (primeri înainte, primeri inversi) se atașează la poziții definite pe firele individuale corespunzătoare de ADN.
• Extindere: temperatura este crescută până la puțin peste 70 de grade Celsius. ADN polimeraza își începe acum activitatea în această temperatură optimă. Se atașează la pozițiile primerului și extinde firul unic original de ADN pas cu pas până când este disponibilă o copie exactă (complementară) (sinteza ADN).

După un ciclu finalizat, temperatura crește din nou la aproximativ 90 de grade Celsius - ciclul începe din nou.

Folosind metoda PCR, secvențele de ADN pot fi reproduse până la aproximativ trei perechi de kilobaze (kbp). Aceasta corespunde la aproximativ 3.000 de elemente de bază ale ADN-ului legate pentru a forma un „lanț”. Pentru comparație: genomul uman stochează planurile și informațiile pentru funcționarea celulei în aproximativ trei miliarde de perechi de baze - genomul coronavirusului, pe de altă parte, este format din 30.000 de perechi de baze. Un test PCR poate fi utilizat numai pentru a reproduce și examina secțiuni scurte din ADN-ul total.

Grundurile sunt cruciale

Alegerea primerilor este esențială pentru procesul PCR. În diagnosticul Sars-CoV-2, de exemplu, se utilizează mai mulți grunduri (multiplex PCR).

Testele Corona PCR caută trei gene de virus diferite: specificitatea generală crește la aproape 99,99%. Aceasta înseamnă că, cu această rată mare de lovituri, există un singur test fals pozitiv la 10.000 de examinări (dacă proba este luată corect).

Cât de mult material genetic copiat este acum?

Să presupunem că după primul ciclu există două catene duble de ADN identice.

După fiecare ciclu, cantitatea de material genetic (copiat) se dublează. Deci, cantitatea de ADN crește exponențial.

Cu alte cuvinte: după cel de-al doilea ciclu există patru fire duble identice - după cel de-al treilea ciclu opt fire duble - după cel de-al patrulea ciclu 16 fire duble și după al cincilea ciclu deja 32 de fire duble.

Profesioniștii din domeniul medical repetă de obicei acest proces de aproximativ douăzeci până la treizeci de ori.

Metaforic vorbind, aceasta înseamnă: Chiar dacă doar o singură catenă dublă de ADN a fost găsită în probă la început, după douăzeci de cicluri vor exista deja un milion de exemplare identice în vasul de reacție.

Ce înseamnă valoarea Ct?

Numărul de cicluri PCR finalizate este dat sub forma așa-numitei valori Ct. „Ct” este derivat din termenul englezesc „cycle threshold”. Această valoare Ct permite să se facă afirmații despre cantitatea de material genetic căutat.

La o valoare scăzută a Ct de 20, există o mulțime de material genetic de pornire. Cu toate acestea, dacă valoarea Ct este ridicată - în jur de 30 de cicluri - există în mod corespunzător un ADN mic. Prin urmare, ciclul PCR trebuie parcurs mai des.

Pasul 2: Electroforeză „Sortarea după mărime”

În cele din urmă, dacă există suficient material genetic „îmbogățit”, poate avea loc ceea ce este cunoscut sub numele de electroforeză. Oamenii de știință folosesc o anumită proprietate a ADN-ului: încărcarea electrică a acestuia.

Blocurile individuale ale ADN-ului sunt legate între ele printr-o coloană vertebrală încărcată (negativ) cu zahăr-fosfat. Cu cât o anumită secvență de ADN este mai lungă, cu atât este mai mare sarcina sa electrică.

Dacă materialul genetic este plasat într-un mediu purtător specific (agaroză) și se aplică o tensiune electrică, segmentele ADN încep să se miște datorită încărcării lor. Deoarece o întindere mai lungă de ADN călătorește mai repede decât un fragment mai scurt, se separă în funcție de mărime.

În acest fel, materialul genetic poate fi examinat și caracterizat. În practică, un eșantion necunoscut cu o referință cunoscută se aplică de obicei la o „linie de plecare” și se compară între ele după o anumită perioadă de timp.

Dacă „viteza de migrare” este aceeași pentru ambele secvențe, aceasta înseamnă: Detectarea este foarte probabil pozitivă - gena pe care o căutați este conținută în eșantion.

Caz special Coronavirus: pregătirea probelor și RT-PCR

Detectarea agentului patogen pentru coronavirus este un caz special Sars-CoV-2 este unul dintre așa-numiții virusuri ARN. Aceasta înseamnă că genomul Sars-CoV-2 este sub formă de ARN (acid ribonucleic).

ARN diferă de ADN doar în câteva moduri. Printre altele, este disponibil ca o singură catenă și se bazează pe zahăr riboză în loc de 2 "dezoxiriboză. Timina nucleobazei a fost, de asemenea, înlocuită cu uracil ca a patra bază.

Acest ARN viral trebuie „transcris” în ADN înainte de un test PCR regulat. Acest proces se numește transcripție inversă (RT) - de unde termenul RT-PCR. În cursul acestui proces, se obține o singură catenă de ADNc („ADN complementar”). Într-o etapă suplimentară, catena ADNc unic este suplimentată cu o a doua catena ADN inversată în oglindă.

La sfârșitul preparării probei, există o catenă dublă de ADN care corespunde planului original al ARN-ului virusului: numai această catenă dublă poate fi utilizată acum ca șablon într-un test PCR.

Cât durează să obții rezultatul?

După trimiterea probei la laborator, veți primi de obicei un rezultat după una sau două zile lucrătoare.În centrele de testare, care examinează adesea probele la fața locului, acest lucru poate dura doar câteva ore. Perioada de timp depinde în mare măsură de centrul de testare respectiv și de logistica acestuia.

În ciuda proceselor de lucru complexe, laboratoarele moderne sunt capabile să efectueze teste PCR cu un randament ridicat. Dispozitivele automate speciale ajută la implementare.

Testul PCR este încă considerat a fi o metodă comparativ „lentă”, dar cu atât mai fiabilă.

Ce se întâmplă dacă rezultatul este pozitiv?

Dacă proba este prelevată corect, un test PCR pozitiv înseamnă că persoana testată este foarte probabil să fie infectată cu Sars-CoV-2.

Dacă ați fost confirmat că sunteți infectat cu coronavirus cu ajutorul unui test PCR, departamentul de sănătate va primi un mesaj de la laboratorul respectiv cu privire la rezultatul pozitiv al testului. Într-un astfel de caz, departamentul de sănătate va dispune izolarea sau carantina.

Sunt automat contagios dacă primesc un test PCR pozitiv?

De cele mai multe ori da. Dar nu in totdeauna. Rezultatul unui test PCR trebuie întotdeauna interpretat în context. Un test pozitiv înseamnă în primul rând că aveți material viral în voi.

Dacă ați suferit recent de Covid 19 (câteva zile), un test PCR ar putea fi în continuare pozitiv - chiar dacă sunteți deja sănătos din nou. Acesta este un caz special și dezavantajul unui test extrem de sensibil, deoarece poate detecta și fragmente de virus care nu se pot reproduce.

Un test suplimentar de anticorpi este uneori util

În astfel de cazuri, un test de anticorpi oferă certitudine care asigură validitatea testului PCR. Cel mai bine este să discutați acest lucru cu medicul dumneavoastră. Acestea vă pot ajuta să interpretați corect rezultatul testului PCR.

Ce trebuie făcut dacă rezultatul este negativ

Un rezultat negativ al testului PCR înseamnă cu o mare probabilitate că nu ați contractat Covid-19 când a fost prelevată proba și, prin urmare, nu sunt contagioase în prezent. Cu toate acestea, ați putea fi în stadiile incipiente ale infecției.

De obicei, infecțiile cu coroană pot fi detectate numai din a doua sau a treia zi după infectare. Deci, rezultatul nu este un bilet gratuit. Prin urmare, ar trebui să continuați să respectați regulile de distanță și igienă și să purtați în continuare o mască FFP2 - pentru dumneavoastră și pentru protecția celorlalți.

Test PCR la copii

Un test PCR pediatric nu diferă de un test PCR pentru adulți. Atât eșantionarea, cât și interpretarea rezultatelor se aplică atât copiilor, cât și adulților.

Care sunt riscurile unui test PCR?

Un test PCR nu prezintă riscuri fizice. Numai eșantionarea prin tampon nazofaringian este percepută ca enervantă sau neplăcută de către unii oameni.

Ce costă un test PCR?

Orice costuri suportate pentru un test PCR vor fi acoperite dacă medicii curanți sau departamentul de sănătate aprobă un astfel de test. Rambursarea costurilor este de obicei luată în considerare dacă aveți deja simptome proprii sau dacă ați avut contact direct cu persoane infectate.

Chiar și în cazul unui test pozitiv rapid sau auto-test, aveți dreptul la un test PCR gratuit.

Vă rugăm să rețineți: Dacă v-ați testat acasă și ați obținut un rezultat pozitiv, ar trebui să vă programați imediat cu medicul de familie prin telefon. Medicul curant vă va discuta procedura suplimentară cu dvs. prin telefon.

Alternativ, cel mai bine este să sunați la 116 117 pentru a vă înregistra pentru un test PCR. Până la testul de confirmare, în mod ideal ar trebui să rămâi acasă pentru a te proteja pe tine și pe ceilalți.

Etichete:  ingrijire dentara stres fumat