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Methodenartikel

Gemultiplexten isothermen Verstärkung basiert Diagnoseplattform zu erkennen, Zika, Chikungunya und Dengue-Fieber 1

14.5K Ansichten

DOI:

10.3791/57051

13. März 2018

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Aktuellen Multiplex Diagnostik Zika, Chikungunya und Dengue-Viren erfordern komplexe Probenvorbereitung und teure Instrumentierung, und sind in geringen Ressourcen Umgebungen geeignet zu erkennen. Wir zeigen eine Diagnose, mit denen Isotherme Verstärkung mit zielgruppenspezifischer Strang verschieblich Sonden zu erkennen und diese Viren mit hoher Sensitivität und Spezifität zu unterscheiden.

Zusammenfassung

Zika, Dengue-Fieber und Chikungunya-Fieber-Viren werden durch Mücken, übertragen Krankheiten mit ähnlichen Symptomen der Patienten verursachen. Jedoch haben andere nachgeschaltete Patient zu Patient Übertragung Potentiale, und erfordern sehr unterschiedliche Patienten Behandlungen. So Zika Ausbrüchen machen es dringend notwendig, Werkzeuge zu entwickeln, die diese Viren bei Patienten schnell zu diskriminieren und Mücken, um die richtige Behandlung von Patienten, wählen und verstehen und verwalten ihre Epidemiologie in Echtzeit gefangen.

Leider aktuellen diagnostischen Tests, einschließlich die empfangende 2016 Notfall verwenden Berechtigungen und Fast-Track-Status, virale RNA durch reverse Transkription Polymerase-Kettenreaktion (RT-PCR), die Instrumentierung erfordert, geschulte Benutzer, zu erkennen und beträchtliche Probenvorbereitung. So müssen sie "genehmigt" Referenzlaboratorien, die Zeit gesendet werden. In der Tat im August 2016, das Center for Disease Control (CDC) fragte schwangere Frauen gewesen, die von einer Mücke gebissen und entwickelte einen Zika-Angabe Hautausschlag, eine inakzeptable 2 bis 4 Wochen vor dem Lernen zu warten, ob sie infiziert sind. Wir brauchen sehr viel Tests, die vor Ort, mit wenigen Mitteln und durch ausgebildete, aber nicht notwendigerweise lizenzierte Personal erfolgen können.

Dieses Video zeigt einen Test, der diese Spezifikationen, arbeiten mit Urin oder Serum (für Patienten) oder zerdrückten Mücken Kadaver (für Umweltüberwachung), alles ohne viel Vorbereitung der Probe. Mosquito Schlachtkörper werden auf Papier mit quaternären Ammonium Gruppen (Q-Papier) gefolgt von Ammoniak Behandlung um Biogefährdung verwalten erfasst. Diese sind dann direkt, ohne eine RNA-Isolierung, legen in Assay-Röhrchen mit gefriergetrockneten Reagenzien, die keine Kette der Kühlung benötigen. Eine modifizierte Form der reversen Transkription Schleife-vermittelten isothermen Verstärkung mit zielgruppenspezifischer Eindringmittel tagged verschieblich Sonden produziert auslesen, in 30 min, als eine dreifarbige Fluoreszenzsignal. Dies ist mit einem handheld, batteriebetriebenes Gerät mit einen Orangefilter visualisiert. Nach vorne Kontamination wird mit versiegelten Röhren und die Verwendung von thermolabilen Uracil DNA Glycosylase (UDG) in Anwesenheit von dUTP in der Verstärkung Mischung verhindert.

Einleitung

Moskitos übertragene Virus-Infektionen, einschließlich Dengue-Fieber, Chikungunya und Zika Viren sind auf den Aufstieg und Nachfrage sofortige Managementstrategien. Dengue-Fieber und Chikungunya-Fieber-Viren sind bereits in vielen tropischen Regionen denen Zika jetzt in der westlichen Hemisphäre1verbreitet ist endemisch. Zika-Virus, wie Dengue-Fieber, ist ein Mitglied der Familie Flaviviridae und stammt aus Afrika mit einem asiatischen und zwei afrikanische genetische Linien2. Obwohl die Identifizierung des Virus Zika bis 1947 zurückgeht, blieb Zika-Infektion beim Menschen sporadisch für ein halbes Jahrhundert v....

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Protokoll

Hinweis: Moskitos waren die einzigen Tiere, die direkt in dieser Studie verwendet. Die Verfahren, die Hühner, zu verwalten, deren Blut verwendet wurde, um die infizierten Mücken ernähren, wurden als IACUC Protokoll #201507682 durch die Universität von Florida institutionelle Tierpflege und Nutzung Committee.Virus Ausbreitung genehmigt und Moskito-Infektion Studien waren durchgeführt an der BSL-3-Anlage des Florida Medical Entomology Laboratory in Vero Beach, erfolgten FL. RT-Lampe Experimente im BSL-2 Labor geteilt durch FfAME und Firebird biomolekulare Wissenschaften LLC im Alachua, FL.

1. Aufbau von Primern und Strang verdrängen Sonden

....

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Ergebnisse

Zunächst wurden die Leistungen der einzelnen RT-Lampe Grundierung (Tabelle 1) mit ihren entsprechenden viralen RNA-Substrat sowie Negativkontrollen durch Gelelektrophorese bewertet. RT-Lampe Primer wurden entwickelt, um NS5 Zielregion (RNA-abhängige RNA-Polymerase) für Zika und Dengue-1 und nsP2 Region (nichttragenden Protein P2) für Chikungunya-Fieber. Vorlagen waren total RNA aus kultivierten virale Bestände in African Green Monkey Nierenzellen (Vero) extrahiert. In ein.......

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Diskussion

Moskitos übertragene Viren einschließlich Zika, Chikungunya und Dengue-Fieber bedrohen die Gesundheit und den letzten Höhepunkt der Zika-Ausbrüche den Bedarf an kostengünstigen Point-of-Care-Erkennung Alternativen für Patienten Diagnostik sowie für Moskito-Überwachung. Isothermen Amplifikationsverfahren wurden als erschwingliche Alternativen zu PCR-basierten Systemen entwickelt. Insbesondere wurden RT-Lampe-basierten Plattformen angewendet, um eine Vielzahl von Krankheitserregern zu erkennen. Die Verwendung von isotherme.......

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Offenlegungen

Einige der Autoren und ihrer Institutionen besitzen geistigen Eigentums dieser Assay zugeordnet.

Danksagungen

Die Arbeit wurde zum Teil durch FDOH-7ZK15 und NIAID 1R21AI128188-01 unterstützt. Forschung, die in dieser Publikation berichtet wurde zum Teil durch das National Institute of Allergy and Infectious Diseases, und andererseits durch biomedizinische Forschung Programm des Florida Department of Health unterstützt. Der Inhalt ist ausschließlich in der Verantwortung der Autoren und nicht unbedingt die offizielle Meinung der NIH oder Florida Department of Health. Dynamische Kombinatorische Chemie GmbH ist bekannt für ihre Unterstützung und ihren Beitrag zu diesem Projekt anerkannt.

1 Denguevirus (Stamm BOL-KW010) wurde uns freundlicherweise zur V....

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
SafeBlue Illuminator/Elektrophorese-System, MBE-150-PLUSMajor ScienceMBE-150Gelelektrophorese
G:BOX F3SyngeneG:BOX F3Gel-Bildgebung
LightCycler 480 Instrument II, 96 WellsRoche Applied Science05 015 278 001Real-time PCR
Amicon Ultra-0.5 Zentrifugalfiltereinheit mit Ultracel-10-MembranMillipore SigmaUFC501096Ultrafiltraton Membran für die Dialyse
Eppendorf 5417C ZentrifugeMarshall ScientificEP-5417CZentrifuge
Myblock Mini DrybathBenchmarkScientific BSH200Trockenbad
FreeZone Plus 6 Liter Cascade Console Freeze Dry SystemLabconco7934020Lyophilisierer
alle Priers und SondenIDTcustomRT-LAMP Primer und Sonden
dNTP-SetBiolineBIO-39049
Desoxyuridintriphosphat (dUTP)PromegaU1191
Bst  2.0 WarmStart  DNA-PolymeraseNew England BiolabsM0538LEnzym
WarmStart RTx Reverse TranskriptaseNew England BiolabsM0380LEnzym
RNase Inhibitor, MausNew England BiolabsM0314LEnzym
Antarktis Thermolabile UDGNew England BiolabsM0372LEnzym
50bp DNA Step LadderPromegaG4521Marker
LightCycler 480 Multiwell Plate 96, weißRoche Applied Science4729692001Echtzeit-RT-LAMP-Analyse

Referenzen

  1. Patterson, J., Sammon, M., Garg, M. Dengue, Zika and Chikungunya: Emerging Arboviruses in the New World. Western Journal of Emergency Medicine. 17 (6), 671-679 (2016).
  2. Faye, O., et al. Molecular Evolution of Zika Virus during Its Emergence in the 20th Century. PLOS Neglected Tropical Diseases. 8 (1), e2636(2014).
  3. ....

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Nachdrucke und Genehmigungen

Schlagwörter

Point of Care DiagnostikRT LAMP AssayZika Virus NachweisChikungunya Virus NachweisDengue Virus NachweisQ Paper Behandlungfluoreszierende Sonden Auslesunghandgehaltenes Beobachtungsger tPr vention thermolabiler UDG