$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Anopheles arabiensis, Anopheles coluzzii i Anopheles gambiae są głównymi wektorami odpowiedzialnymi za przenoszenie malarii w Afryce1. Te trzy gatunki są morfologicznie nie do odróżnienia2 i można je odróżnić tylko za pomocą testów molekularnych3-9. Ponadto istnieje wiele dalszych testów rutynowo przeprowadzanych w celu wspięcia badań epidemiologicznych i genetyki populacyjnej. Obejmują one (1) test genotypowania dla wysp specjacyjnych10-12, (2) test genotypowania rozpoznający niesynonimiczne SNP w pozycji kodonu 1014th aminokwasu genu para (oporność na knock-down lub kdr, SNP)13-18, (3) wykrywanie pasożytów PCR19-23 oraz (4) badanie przesiewowe na obecność specyficznego dla gospodarza DNA w jelicie środkowym komarów24,25.
Opracowaliśmy test wielokrotnego wykrywania (MDA), który łączy wszystkie te testy w jedną reakcję multipleksową w celu analizy ważnych epidemiologicznie cech wektorów malarii w Afryce. Test MDA obejmuje wiele markerów do wykrywania (1) gatunków (A. arabiensis, A. gambiae, A. coluzzii lub innych (żaden z trzech)), (2) odporności na insektycydy reprezentowanej w SNP kdr (zarówno L1014F, jak i L1014S), (3) obecności dwóch głównych pasożytów malarii, Plasmodium falciparum i P. vivax, oraz (4) źródła krwi od jednego ptasiego i sześciu ssaków żywicielskich.
Tradycyjnie, te testy były przeprowadzane w oddzielnych reakcjach łańcuchowych polimerazy. Gdy wszystkie te testy są wykonywane przy użyciu konwencjonalnej platformy PCR, wymaga to przeprowadzenia 8-10 testów reakcji PCR i towarzyszących im etapów elektroforezy żelowej. Każda pojedyncza reakcja PCR od przygotowania do udokumentowania wyników trwa 4-5 godzin, podczas gdy przedstawiona tu metoda MDA trwa łącznie około 5 godzin. Jest to równoznaczne z 90% oszczędnościami w samych kosztach pracy. Prezentowany tutaj MDA kosztuje 5 USD za próbkę w celu genotypowania wszystkich 33 SNP. Jest to znacznie tańsze niż pojedyncze testy na bazie żelu agarozowego, które kosztują około 1,50 USD za próbkę. Testy wykrywające wszystkie cechy objęte MDA wymagałyby co najmniej 8-10 oddzielnych testów na bazie żelu agarozowego w cenie 12-15 USD za próbkę. Co więcej, MDA znacznie zmniejsza ryzyko wygenerowania fałszywie dodatniego lub ujemnego wyniku poprzez wykorzystanie co najmniej trzech markerów dla każdego wykrycia pasożyta lub źródła żywiciela.
Platforma, z której korzystaliśmy, nie ogranicza się do wektorów malarii, ale może być używana w wielu różnych zastosowaniach, takich jak medycyna, weterynaria i podstawowa biologia26-28. Dogłębne badania asocjacyjne lub badania genetyki populacyjnej obejmujące dużą (rzędu 100) liczbę próbek wymagają opłacalnych badań przesiewowych pod kątem wielu markerów jednocześnie. Większość badań, które wykorzystują dwa lub więcej oddzielnych testów PCR, może wdrożyć MDA w celu uzyskania szybszych wyników przy niższych kosztach.