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Jan 09, 2024

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Scientific Reports volume 13, numero articolo: 4241 (2023) Cita questo articolo 424 Accessi 2 Dettagli metriche alternative Nell'ambito della pandemia di COVID-19, i laboratori clinici hanno dovuto affrontare

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 4241 (2023) Citare questo articolo

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Dettagli sulle metriche

Nell’ambito della pandemia di COVID-19, i laboratori clinici hanno dovuto far fronte a un massiccio aumento dei test, con conseguente carenza di sistemi di raccolta dei campioni, reagenti e personale. Abbiamo utilizzato campioni di gargarismi salini raccolti autonomamente per ottimizzare i test di reazione a catena della polimerasi (PCR) multiplex SARS-CoV-2 ad alta produttività al fine di ridurre al minimo i costi e i tempi dei tecnici. Ciò è stato ottenuto eliminando l’estrazione degli acidi nucleici e automatizzando la gestione dei campioni su un manipolatore di liquidi robotizzato ampiamente disponibile, Hamilton STARlet. È stato sviluppato uno script personalizzato per la scansione dei codici a barre per la lettura dell'ID del campione da parte del sistema software Hamilton STARlet per consentire il campionamento della provetta primaria. L'uso di miscele di reazione del test SARS-CoV-2 precongelate ha ridotto i tempi di configurazione del test. Sia nella validazione che nei test in tempo reale, il test non ha prodotto risultati falsi positivi o falsi negativi. Dei 1.060 campioni analizzati durante la validazione, il 3,6% (39/1.060) dei campioni ha richiesto un nuovo test poiché erano positivi per un singolo gene, presentavano un errore nel controllo interno o un errore nell'aspirazione del liquido. Anche se il tempo di consegna complessivo è stato solo leggermente più veloce nel flusso di lavoro automatizzato (185 minuti contro 200 minuti), si è verificata una riduzione del 76% del tempo dedicato alle attività manuali, riducendo potenzialmente l'affaticamento e il burnout del personale. Questo processo descritto, dall'autoraccolta dei campioni al test PCR diretto automatizzato, riduce significativamente l'onere totale sui sistemi sanitari in termini di risorse umane e requisiti di reagenti.

La raccolta di campioni di tampone nasofaringeo (NPS) è ancora considerata il gold standard per il rilevamento diagnostico di SARS-CoV-21,2. Questa modalità di raccolta dei campioni presenta degli inconvenienti, come il disagio per il paziente e l'uso intensivo delle risorse, poiché richiede un operatore sanitario dedicato (OS) per raccogliere o supervisionare accuratamente il processo di raccolta dei campioni. Scarse prestazioni del campionamento NPS possono provocare risultati falsi negativi a causa di una raccolta del campione inadeguata/impropria. Per risolvere questo problema, durante la pandemia di COVID-19 sono stati attivamente ricercati tipi di campioni alternativi facili da somministrare, preferibilmente mediante raccolta autonoma. La saliva è stato il primo tipo di campione non invasivo e non NPS convalidato e ha riscontrato prestazioni simili al tipo di campione NPS gold standard3,4,5,6. L’osservazione empirica che il virus SARS-CoV-2 è stabile per > 72 ore in questa matrice7, e quindi non richiede dispositivi di raccolta o conservanti specializzati, ha aperto la possibilità di eseguire la raccolta dei campioni autosomministrati a domicilio. Lo sviluppo di protocolli PCR “senza estrazione”8,9 in cui la saliva viene aggiunta direttamente alla miscela di reazione del test RT-qPCR senza un trattamento approfondito di purificazione dell'RNA, ha ulteriormente migliorato l'accettabilità clinica di questo tipo di campione5. Ciò ha portato la Federal Drug Administration (FDA) ad approvare campioni di saliva e un protocollo di PCR diretta per i test della saliva, chiamato Saliva Direct10, per il rilevamento di SARS-CoV-2 in base alle normative sull’autorizzazione all’uso di emergenza (EUA).

Nonostante i vantaggi della saliva come alternativa semplificata al campionamento delle NPS, la sua implementazione pratica per il rilevamento SARS-CoV-2 ad alto rendimento si è rivelata impegnativa per i laboratori diagnostici11. La saliva grezza è viscosa e può solidificarsi subito dopo la raccolta6. Ciò rende difficile pipettare manualmente o su un sistema di gestione dei liquidi automatizzato. Per ridurne la viscosità sono necessari passaggi discreti, che includono la diluizione in tamponi specifici4,12,13 o l'incubazione con proteinasi-K5, seguita da un trattamento termico (95 °C per 30 minuti), per inattivare l'agente deproteinizzante. Questi passaggi pre-analitici, sebbene semplici da implementare, devono essere eseguiti manualmente, imponendo così un carico di lavoro aggiuntivo a un laboratorio clinico. Per alleviare questo problema, è stata suggerita la raccolta della saliva in un mezzo liquido come un mezzo di trasporto universale/virale (UTM/VTM)14. Tuttavia, la natura inibitoria di questi agenti di liquefazione/stabilizzazione rende difficile l'implementazione del protocollo originale Saliva Direct, costringendo i laboratori diagnostici a trattare i campioni di saliva utilizzando metodi standard di purificazione dell'RNA15,16,17. Questo percorso di test non solo richiede molto tempo, ma è contrario agli obiettivi originali del protocollo Saliva Direct che cercava di rendere i test SARS-CoV-2 accessibili, soprattutto per i contesti con risorse limitate.