זיהוי סימולטני של סוגי נוגדנים שונים בבדיקה סרולוגית מרובת משתתפים
14 ביולי 2023
מערכת ניתוח זרימה פלואורסצנטית דו-ערוצית בעלת שלושה ערוצים שימשה לפיתוח מערכת חיסון מרובת חרוזים המבצעת בו זמנית דגימות סרום עבור IgG ו- IgM שהופקו כנגד אנטיגנים מרובים של מיני בורליה שונים הגורמים לבורליוזיס ליים באירופה ובצפון אמריקה.
אבחון ליים בורליוזיס עדיין אינו אופטימלי למרות מספר שנים של מחקר וחסר רגישות. בעזרת בדיקת Borrelia הכפולה שלנו, אנו יכולים לזהות תגובתיות חיסונית כנגד מיני Borrelia שונים כדי להבחין בתגובתיות חיסונית מוקדמת של IgM ומאוחר יותר, עמידה יותר, IgG בדגימות חולים. מכשיר Intelliflex מבית Luminex עם יכולת הריבוב שלו בשילוב עם מערכת הדיווח הכפול שלו הוא אחת הטכנולוגיות החדישות ביותר למקסום תפוקת המידע באמצעות כמויות קטנות של חומר תורם.
גישת החיסון הדו-מדווח משפרת את הבדיקות החיסוניות המסורתיות על ידי זיהוי בו זמנית של נוגדני IgG ו- IgM כנגד כל אחד מהאנטיגנים של Borrelia המיושמים בדגימות סרום אנושיות. בדרך זו, אנו מכפילים את המידע שאנו יכולים לחלץ מחומר לדוגמה בעל ערך בבדיקה אחת. הגישה שלנו מספקת זיהוי פתוגן מכריע של בורליה וזיהוי רגיש של שלב ההדבקה המוקדם ותגובתיות חיסונית מאוחרת יותר, עמידה יותר, בו זמנית.
ובכך לאפשר עלות, חומר, ויעילות זמן, כמו גם זיהוי מדויק יותר של זיהום בורליוזיס ליים. הבדיקות שלנו תומכות באסטרטגיות גלובליות של מעקב סרו-מעקב וחיסול פתוגנים בזיהוי תפוצה אזורית של מינים ומקורות זיהום. המעבדה שלנו עוסקת בפיתוח חיסונים מניעתיים וטיפוליים נגד מספר פתוגנים נגיפיים, עם דגש מיוחד על התמיינות סרולוגית של חיסון לעומת זיהום, תגובה חיסונית ואפיון תגובה חיסונית עמוקה.
סקירה כללית
מחקר זה מציג בדיקת אימונו-סלייד (immunoassay) מרובת-סמנים עם דואל-רפורטר (dual-reporter) לזיהוי נוגדני IgG ו-IgM נגד מינים שונים של Borrelia האחראים למחלת הלייים (Lyme borreliosis). הבדיקה משפרת את הרגישות והיעילות האבחנתית על ידי מתן אפשרות לניתוח סימולטני של אנטיגנים מרובים בדגימות סרום.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- אימונולוגיה
- מחלות זיהומיות
- טכנולוגיה אבחנתית
רקע
- שיטות האבחנה של בורליוזיס של Lyme אינן בעלות רגישות מספקת כיום.
- בדיקות אימונו-ספיח (immunoassays) מסורתיות נכשלות לעיתים קרובות באספקת מידע מקיף.
- קיים צורך בשיטות משופרות לזיהוי תגובות חיסוניות בשלבים מוקדמים ומאוחרים.
- הבנת הפריסה האזורית של המינים היא חיונית לביצוע מעקב סרו-אפידמיולוגי (serosurveillance) יעיל.
מטרת המחקר
- פיתוח בדיקה רגישה יותר לגילוי זיהומים ב-Borrelia.
- הבחנה בין תגובות IgM מוקדמות לתגובות IgG מאוחרות בחולים.
- תמיכה במאמצים גלובליים להשמדת פתוגנים ולפיתוח חיסונים.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- שימוש במערכת ניתוח זרימה פלואורסצנטית בעלת שלושה ערוצים ודו-דיווח (dual-reporter).
- בדיקה אימונולוגית רב-מטרתית (multiplex) מבוססת חרוזיים להערכה סימולטנית של נוגדנים.
- ניתוח דגימות סרום של מטופלים לאיתור אנטיגנים מרובים של Borrelia.
- שימוש במכשיר ה-Intelliflex מבית Luminex לשיפור יכולות ה-multiplexing.
תוצאות עיקריות
- מערכת הדואל-רפורטר (dual-reporter) מאפשרת זיהוי של נוגדוני IgG ו-IgM כאחד.
- רגישות משופרת בזיהוי זיהומים מוקדמים ותגובות חיסוניות עמידות.
- שימוש יעיל בנפחי דגימה קטנים תוך מקסימיזציה של תפוקת המידע.
- תומכת בזיהוי התהודה האזורית של מינים ובמקורות זיהום.
מסקנות
- הבדיקה שפותחה משפרת משמעותית את האבחון של מחלת הליימ (Lyme borreliosis).
- היא מספקת שיטה חסכונית ויעילה מבחינת זמן לזיהוי הפתוגן.
- יישומים פוטנציאליים בפיתוח חיסונים ובהבחנה סרולוגית.
שאלות נפוצות
רלוונטיות לתעשייה
זיהוי סימולטני של נוגדני IgG ו-IgM נגד אנטיגנים מרובים של Borrelia מאפשר אפיוּן סרולוגי מדויק ויעיל יותר במחקר מחלות זיהומיות. גישה מרובת-מטרות (multiplexed) זו מגבירה את הביטחון החזוי באפיון התגובה החיסונית בשלב מוקדם לעומת שלב מאוחר, ובכך משפיעה ישירות על תיקוף מטרות ועל רציפות תרגומית בתהליכי פיתוח חיסונים ואמצעי אבחון. פורמט הבדיקה בעל הדיווח הכפול תומך בקבלת החלטות ברמת פורטפוליו על ידי מקסימום תפוקת נתונים מדגימות קליניות מוגבלות והאצת אסטרטגיות למעקב אחר פתוגנים.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר בחינה של קינטיקה של תגובה חיסונית על ידי הבחנה בין תגובתיות מוקדמת של IgM לתגובתיות מאוחרת של IgG.
- תומך בתיקוף תפקודי של מטרה על ידי מיפוי תגובות נוגדנים לאנטיגנים ספציפיים של Borrelia.
- מסייע בהסרת סיכונים מנגנונית באמצעות פרופיל חיסוני מקיף בריצה אחת של הבדיקה.
סריקה ופיתוח בדיקה
- מכין מערכות סרולוגיות מרובות-מטרות (multiplexed) מתוקתקות עבור תהליכי סריקה המשכיים.
- מספק זיהוי נוגדנים סטנדרטי, הדיר וקוונטיטיבי עבור מספר מטרות.
- מאפשר מוכנות לסריקה בשנייה גבוהה (high-throughput) ושימוש חוזר יעיל בפלטפורמה עבור תוכניות למחלות זיהומיות.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מתאם תוצרי סרולוגיים עם ביומרקרים רלוונטיים למחלה לצורך רצף במחקר תרגומי.
- תומך בהחלטות קידום מותאמות סיכון על ידי אספקת נתונים חסונים על תגובה חיסונית להערכת מועמדים.
- מקל על הבחנה בין פרופילי נוגדנים המושרים על ידי חיסון לבין פרופילים המושרים על ידי זיהום במחקרים פריקליניים.
שילוב תהליכי עבודה וצנרת נתונים
בדיקת אימונו-סיי (immunoassay) מרובת-אלמנטים זו מגשרת בין שלבי הגילוי המוקדמים, הסריקה והמחקר התרגומי, באמצעות אספקת נתונים סרולוגיים בעלי תוכן גבוה מנפחי דגימות מינימליים.
- ביולוגיה של הגילוי: תומך בבדיקת השערות לגבי תזמון התגובה החיסונית וסגוליות האנטיגן.
- סריקה: מספק מדידות נוגדנים רב-מדדיות (multiplexed), כמותיות וניתנות לשחזור לצורך סטנדרטיזציה של הבדיקה.
- אנליטיקה: מספק קריאות של דו-דיווח (dual-reporter) המאפשרות השוואה ישירה בין תגובות IgG ו-IgM על פני אנטיגנים שונים.
- מחקר תרגומי: מקשר בין ממצאים סרולוגיים לבין אסטרטגיות של סממנים ביולוגיים (biomarkers) בקליניים ובטרום-קליניים.
- שימוש חוזר ארגוני: מבסס פלטפורמה ניתנת להרחבה ולשימוש חוזר עבור מערכי מעקב סרולוגי ופיתוח חיסונים.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החזוי ומפחית עמימות מכניסטית בניתוח תגובות חיסוניות.
- ערך תפעולי: משפר את הסטנדרטיזציה, השחזוריות ויעילות הדגימה בבדיקות סרולוגיות.
- ערך אסטרטגי: מאפשר קבלת החלטות מהירה ומושכלת יותר בנוגע להמשך או הפסקת הפיתוח (go/no-go), ומשפר את יעילות ההון בתיקי מחקר של מחלות זיהומיות.
- השפעה על הפורטפוליו: תומך בתעדוף מותאם סיכונים ובקידום של מועמדים לאבחון ולחיסונים.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות בתכנון בדיקות אימונו-סמיכה (immunoassay) מרובות-מטרות (multiplex) ובפירוש נתונים.
- תלוי בגישה לציוד מתקדם, כגון פלטפורמת Luminex Intelliflex.
- מחייב סטנדרטיזציה קפדנית בין צוותים להבטחת שחזור הבדיקה והשוואתיות הנתונים.
- עשוי לדרוש התאמה עבור פאנלים שונים של אנטיגנים או מטרות של מחלות זיהומיות.
- יש להעריך מגבלות של נפח דגימה ותפוקה אנליטית עבור מחקרים רחבי היקף.
