COVID-19. Как молчание женщины помогло придумать ПЦР и зачем красят антитела

Источник фото: Лаборатория «Гемотест»

Вместе с эпидемией COVID-19 в словарь россиян вошли слова «ПЦР» и «антитела IgM и IgG». Это основные способы диагностики коронавируса. «Комсомолка» поделится полезной информацией о каждом исследовании и расскажет интересные факты.

ПЦР и неудачный роман

ПЦР – полимеразная цепная реакция. Ее придумал американский биохимик Кэри Муллис. Идея пришла ему в голову в машине по пути до места отдыха вместе со своей девушкой Дженнифер. Как рассказывал ученый, в тот день у него было много времени на размышления – отношения с подругой были на грани разрыва, и она предпочла спать всю дорогу вместо того, чтобы разговаривать с ним.

Принцип ПЦР довольно прост. Сначала ДНК нагревают – это разъединяет две цепочки из нуклеотидов. Далее нужный участок ограничивают праймерами – короткими фрагментами, комплементарными ДНК или РНК-мишени.

Образно говоря, праймеры – это магниты: если представить искомый ген как минус, то праймер «заряжен» на плюс, и притянется к нему, если он есть в участке ДНК. Когда это происходит, фермент ДНК-полимераза создает из двух цепочек две полноценные молекулы ДНК.

Далее процесс повторяется, и из двух молекул получаются четыре, из четырех – восемь, и так далее. Если нужного гена в биоматериале нет, реакция не начнется – так можно понять, что человек не заражен.

Открытие смогло принести ученому Нобелевскую премию, но не смогло восстановить отношения с любимой женщиной – через четыре месяца после первого эксперимента Дженнифер ушла от Кэри.

Вернемся к коронавирусу. В случае с SARS-CoV-2 перед ПЦР есть еще одна стадия – обратная транскрипция. Дело в том, что ПЦР позволяет копировать только участки ДНК, а в состав коронавируса входит РНК, поэтому одноцепочечную РНК сначала превращают в двухцепочечную ДНК, а затем проводят все этапы ПЦР.

ПЦР-тест позволяет обнаружить вирус на очень ранней стадии и обладает высокой специфичностью и высокой чувствительностью. Это означает, что число больных и число здоровых, выявленных тестом, очень близко к истинному числу здоровых и больных среди протестированных.

Еще одно преимущество – короткий срок исполнения. С учетом прочих факторов, таких как логистика, пациент сможет узнать результат уже через день.

Биоматериал для исследования – мазок из ротоглотки. К ПЦР-исследованию нужно подготовиться – за три часа до исследования пациенту нельзя есть, пить, курить, полоскать рот и жевать жвачку.

Свет и цвет антител

Когда в организм попадает чужеродное вещество, он начинает вырабатывать антитела. Это особые белки крови, которые прикрепляются к незваному гостю и либо уничтожают его сами, либо зовут на помощь «спецназ» – систему комплемента и фагоциты.

Один из способов обнаружить антитела в биоматериале – иммуноферментный анализ. Принцип его работы напоминает сказку «Репка». Сначала в лунку пластикового планшета кладут белок вируса – он прилипает к материалу. Следом лунку промывают, чтобы избавиться от лишнего.

Далее туда же добавляют так называемую «забивку» – белки, которые займут пустое место. Если этого не сделать, антитела прилипнут к пластику. Потом лунку промывают от лишней «забивки».

Следующий этап – в лунку добавляются антитела к белку вируса, которые прикрепляются к нему и остаются на месте после очередной промывки. Теперь антитела нужно обнаружить – для этого к «репке» добавляют антитела для антител, к которым «пришиты» ферменты для реакции.

Лунка промывается последний раз, и в финале в нее попадает субстрат для фермента. Происходит реакция, и весь раствор окрашивается – теперь осталось только положить планшет в спектрофотометр, который покажет, насколько сильно окрашен раствор. По этому показателю и вычисляется концентрация белка.

Таким образом, если в биоматериале пациента нет антител к коронавирусу, они не зацепятся за его белок и смоются при промывке – раствор не окрасится.

Другой способ – хемилюминесцентный иммуноанализ на микрочастицах. Механизм работы иной, но общий смысл тот же – правда, наличие антител показывает не окрашивание, а свечение раствора.

В случае с SARS-CoV-2 тесты проверяют наличие в организме антител класса IgM и IgG. Первый класс выделяется на начальных стадиях инфекционного процесса – это своеобразная «группа быстрого реагирования». Второй класс антител вырабатывается позднее и отвечает за формирование длительного иммунитета.

Тесты на антитела покажут иммунный ответ на инфекцию. Это позволит понять, на какой стадии развития находится вирус в организме. В частности, антитела IgM обнаруживаются в крови через 5-7 дней после заражения, их концентрация максимальна в острый период заболевания. IgG появляются ближе к концу второй недели и сохраняются долгое время после выздоровления.

Биоматериал для исследования – кровь из вены. Правила подготовки к анализу общие: нельзя есть в течение 8 часов до сдачи анализа и ужинать жирной пищей накануне исследования. За 24 часа до сдачи крови нельзя пить алкоголь и употреблять лекарства, согласовав отмену препаратов с врачом. За два часа до сдачи крови нельзя курить, пить что-то кроме негазированной воды, физически и эмоционально перенапрягаться.

Помимо этого, не следует сдавать кровь сразу после физиотерапевтических процедур, инструментального обследования, рентгенологического и ультразвукового исследований, массажа и других медицинских процедур.

Комплексная диагностика COVID-19

У новой коронавирусной инфекции есть особенность – антитела обоих классов нарушают порядок появления и нередко обнаруживаются в крови зараженных почти одновременно, а IgG могут начать выявляться даже раньше.

По этой причине рекомендуется проходить полную диагностику, применяя три анализа – ПЦР, антитела IgM и антитела IgG. Любое из этих исследований можно пройти по предзаказу в отделениях Лаборатории «Гемотест» – референсного центра Роспотребнадзора по COVID-19.

Узнать стоимость в вашем городе, адреса и графики работы отделений, оформить предзаказ можно на странице исследований на COVID-19 на сайте Лаборатории «Гемотест».