Przykłady wyników testów PCR oceniających jakość ekstraktu DNA komarów (Rycina 1), Anopheles arabiensis identyfikacja molekularna (Rysunek 2) i P. falciparum wykrywanie (Rysunek 3) wykazano, że uproszczona metoda z użyciem Chelex daje wyniki podobne do standardowego protokołu wysalania10, mimo znacznie mniejszej liczby etapów (Tabela 1). Przy porównywalnej jakości DNA w poszczególnych ekstraktach nie jest zaskakujące, że odsetek próbek dodatnich w odniesieniu do An. gambiae gatunki siostrzane, jak również wskaźniki zakażeń pasożytniczych, nie wykazały różnic statystycznie istotnych w teście chi-kwadrat McNemara (Rycina 3).
Czułość (%) obliczono jako TP/(TP+FN)*100, gdzie TP oznacza prawdziwie dodatnie, a FN oznacza fałszywie ujemne wyniki. Swoistość (%) określono jako TN/(TN+FP)*100, gdzie TN oznacza prawdziwie ujemne, a FP oznacza fałszywie dodatnie wyniki. PCR oceniający jakość DNA (ND4) wykazał 93% czułości i 82% swoistości dla metody Chelex w porównaniu z uznanym protokołem wysalania jako złotym standardem. Odpowiednie wartości czułości i swoistości wyniosły odpowiednio 100% i 78% przy użyciu PCR do identyfikacji gatunków pokrewnych oraz odpowiednio 92% i 80% dla PCR do wykrywania P. falciparum.
Dodanie BSA do mieszanin reakcyjnych spowodowało ogólny wzrost liczby wyników dodatnich PCR (Rycina 3) dzięki niwelowaniu działania inhibitorów PCR14, zarówno w przypadku uproszczonego protokołu Chelex, jak i standardowego protokołu wysalania. Wzrost ten nie był jednak istotny statystycznie, z wyjątkiem jakości DNA (PCR ND4) w ekstraktach Chelex (p = 0,039). Trawienie enzymem restrykcyjnym specyficznym dla alleli amplikonu P. falciparum DHFR (lub innego genu docelowego) umożliwia genotypowanie infekcji malarią w jelicie środkowym i gruczołach ślinowych pod kątem alleli oporności na leki (Rycina 4; dane dla gruczołów ślinowych nie zostały przedstawione).
| Prosta procedura z użyciem żywicy Chelex | Standardowa procedura wysalania |
| Kroki | Odczynniki | Kroki | Odczynniki |
- Przenieść próbkę do probówki do wirówki o pojemności 1,5 ml i homogenizować w 100 μl roztworu 1X PBS/1% saponiny (2 min).
- Pozostawić w temperaturze pokojowej na 20 min.
- Wirować z prędkością 20 000 x g przez 2 min i odrzucić nadsącz.
- Dodaj 100 μl do 1X PBS i wymieszać delikatnie, krótko wiertłując w wstrząsarku typu vortex (3 s).
- Wiruj z prędkością 20 000 x g przez 2 min, a następnie odlej nadsącz.
- Dodaj 25 μl 20% (m/v) Chelex w wodzie dejonizowanej i 75 μl sterylna woda dejonizowana.
- Przebij otwór w zakrętce probówki z próbką, używając rozgrzanej, sterylnej igły hipodermicznej 23G, a następnie gotuj zawartość probówki przez 10 min.
- Wirować probówkę do mikrocentryfugi przy 20 000 x g przez 1 min.
- Przenieść nadsącz do sterylnej, wcześniej oznakowanej fiolki i przechowywać roztwór DNA w temperaturze -20 °C do momentu użycia (2.5 μl w 25 μl reakcja PCR).
|
PBS
Saponina
kulki Chelex-100
|
- Umieścić próbkę w probówce do mikrocentryfugi o pojemności 1,5 ml i homogenizować w 100 μl bufor Bendera* z 1% DEPC (2 min).
- Inkubować w temperaturze 65 °C przez 1 h.
- Dodaj 15 μl zimny 8 M octan potasu. Delikatnie wymieszać i inkubować na lodzie przez 45 min.
- Wiruj próbkę w probówkach do mikrocentryfugi z prędkością 20 000 x g przez 10 min, a następnie przenieś nadsącz do nowej probówki o pojemności 1,5 ml.
- Dodaj 250 μl 100% etanolu i wymieszać dokładnie, odwracając probówkę.
- Inkubować próbkę w temperaturze pokojowej przez 5 min.
- Wiruj próbki z prędkością 20 000 x g przez 15 min.
- Odssać i odrzucić nadsącz, pozostawiając osad do całkowitego wyschnięcia w probówce (30 min).
- Resuspender osad w 20 μl z 0,1X SSC + RNazą (10 μg/ml) przez noc w temperaturze 4 °C.
- Dodaj 80 μl wodę z DEPC i przechowywać w temperaturze -20 °C do momentu użycia.
|
Węglan dwuetylowy (DEPC)
Bufor Bendera:
0,1 M NaCl
0,2 M sacharozy
0,1 M Tris-HCl
0,05 M EDTA, pH 9,1
0,5% SDS w wodzie oczyszczonej za pomocą DEPC
8 M octan potasu
Etanol
bufor SSC (saline sodium citrate) 0,1X
RNaza (10 μg/ml) |
| CAŁKOWITY CZAS: 37 min | CAŁKOWITY CZAS: 2 godz 47 min, plus inkubacja przez noc |
Tabela 1. Porównanie krok po kroku odczynników i wymagań czasowych dla prostego protokołu Chelex oraz standardowej metody wysalania w celu ekstrakcji DNA z okazów komarów.

Rycina 1. Porównanie jakości DNA w reakcji PCR dla genu mitochondrialnego ND4 z uproszczonych ekstraktów Chelex „C” oraz standardowych ekstraktów metodą wysalania „M” z próbek terenowych Anopheles arabiensis . NC, kontrola negatywna; pary M1 i C1, M2 i C2, M3 i C3 oraz M4 i C4 to ekstrakty metodą wysalania i Chelex z tych samych osobników komarów An. arabiensis . L, drabinka DNA 100 bp.

Rycina 2. PCR do identyfikacji molekularnej Anopheles arabiensis. C1 i M1, C2 i M2, C3 i M3, C4 i M4 oznaczają odpowiednie amplikony z ekstraktów DNA uzyskanych metodą wysalania „M” oraz uproszczoną metodą Chelex „C” z tych samych osobników komarów; AR, kontrola pozytywna Anopheles arabiensis ; L, drabinka DNA 100 bp.

Rycina 3. Wykrywanie próbek dodatnich w ekstraktach DNA uzyskanych metodą Chelex oraz metodą wysalania dla próbek komarów z terenu, z wykorzystaniem testów PCR do identyfikacji molekularnej Anopheles arabiensis (AR)10, testu jakości DNA genu dehydrogenazy NADH stawonogów 4 (ND4)11 oraz genotypowania DHFR P. falciparum w kierunku oporności na leki antyfolianowe12 (F-M4). Przedstawiono wyniki testów przeprowadzonych z dodatkiem i bez dodatku BSA w mieszaninie reakcyjnej. Do określenia, czy różnice w procencie dodatnich wyników PCR z DNA wyekstrahowanego uproszczonym protokołem Chelex oraz standardowym protokołem wysalania były istotne statystycznie, zastosowano test chi-kwadrat McNemara.

Rycina 4. Zastosowanie uproszczonego protokołu Chelex w genotypowaniu infekcji P. falciparum u komarów (pokazano dane ze środkowego jelita) pod kątem alleli oporności na leki. Trawienie enzymem BstN I amplikonu flankującego kodon 108 genu DHFR P. falciparum 12 wykazuje mutanty S108T oporne na cykloguanil w próbkach komarów (M1-M5; pokazano dane ze środkowego jelita). U, nietrawiony amplikon 522 bp; FCR3, laboratoryjny standard dodatniej kontroli klonu P. falciparum niosącego S108T; K1, laboratoryjny standard ujemnej kontroli klonu P. falciparum niosącego wrażliwe na cykloguanil S108N; L, drabinka DNA 100 bp.