GenomEra-virusgastroenteriittitestin kehitys noro-, rota- ja adenoviruksille

Abstract

Gastroenteriitti eli mahasuolitulehdus on yksi maailmanlaajuisesti eniten sairastuvuutta ja kuolemantapauksia aiheuttavista tartuntataudeista. Vatsataudin aiheuttajana voi olla virus, bakteeri tai loiseliö, ja tartunta voi olla peräisin toisesta ihmisestä tai saastuneesta ruuasta tai vedestä. Viruksista eniten tapauksia aiheuttavat norovirus, rotavirus ja adenovirus. Useimpien vatsatautitapausten taudinkuvat muistuttavat toisiaan taudinaiheuttajasta riippumatta, eikä niitä voida erottaa luotettavasti toisistaan oireiden perusteella. Näin ollen tapausten tunnistamiseksi tarvitaan nopeaa, spesifistä ja luotettavaa diagnostiikkaa. GenomEra® CDX on nopeaan infektiotautien diagnostiikkaan tarkoitettu laite, jonka toiminta perustuu polymeraasiketjureaktioon (PCR). Käyttämällä samanaikaisesti useita eri aallonpituuksilla emittoivia fluoresoivia leimoja, voidaan testeistä rakentaa tehokkaita monianalyyttimäärityksiä. Tässä työssä kehiteltiin uusi GenomEra-monianalyyttimääritys kolmelle yleisimmälle gastroenteriittiä aiheuttavalle virukselle. Työn aikana suunniteltiin kattavan sekvenssianalyysin pohjalta kullekin analyytille useita vaihtoehtoisia PCR-alukkeita ja -koettimia, ja testattiin niiden toimivuutta GenomEra-laitteella. Jokaiselle analyytille löydettiin useita toimivia alukepari-koetin-yhdistelmiä, ja parhaiten toimineet yhdistelmät valittiin yhteensovitettavaksi monianalyyttimääritykseen. Lopullisten alukepari-koetin-yhdistelmien valinnan ja pitoisuuksien optimoinnin jälkeen määritys on valmis ensimmäisen koe-erän tuotantoon. Lopulta projektin päätyttyä tavoitteena on CE-merkitä tuote ja saattaa se kaupallisesti kliinisten laboratorioiden saataville. Saavutettavan, nopean ja luotettavan diagnostiikan avulla voidaan edistää potilaiden hoitoa sekä ymmärtää paremmin tartuntatautien epidemiologista merkitystä yhteiskunnassa.

Gastroenteritis is one of the most prevalent diseases worldwide, causing significant amount of morbidity and mortality. The infection can be caused by bacterial, viral, or parasitic pathogens originating from various transmission routes, including human-to-human transmission, or transmission through contaminated food or water. The most common viral pathogens causing gastroenteritis are norovirus, rotavirus, and adenovirus. Symptoms caused by different pathogens usually resemble each other, and thus the cause of the infection cannot be reliably identified based merely on the symptoms. For this reason, rapid, specific, and reliable diagnostics is needed. GenomEra® CDX is an automated platform intended for rapid diagnostics of infectious diseases. Its functionality is based on amplification of nucleic acids by polymerase chain reaction (PCR). By using multiple fluorescent probes with distinct emission spectra, the development of multiplexed assays is possible. During this project, a new multiplexed GenomEra assay for detection of norovirus, rotavirus and adenovirus was developed. Sequences of each analyte were carefully analysed, and several potential PCR-primers and -probes were designed and tested in vitro using the GenomEra instrument. Multiple functional primer-probe combinations were found for each analyte, and best working alternatives were successfully combined for the multiplexed assay. After final selection and optimization of the primers and probes, the first batch of the assay is ready for pilot production. The long-term goal of the project is to develop a robust assay, which can eventually be CE-certified and set commercially available for clinical laboratories. Accessible, rapid, and reliable diagnostics can promote epidemiological control of disease, and improve patient treatment.