Erik Reisdorf, vedoucí virolog hygienické laboratoře státu Wisconsin, zpracovává vzorky pro testování COVID-19. Foto: MUDr: John Maniaci, UW Health

Jelikož se virem COVID-19 od konce prosince 2019 nakazil více než 1 milion lidí po celém světě – a více než 2 500 obyvatel Wisconsinu -, chybí vše od výtěrů z nosu a krku až po chemické látky neboli činidla potřebná k provádění testů na toto onemocnění.

Alana Sterkelová, zástupkyně ředitele v oddělení infekčních nemocí Státní hygienické laboratoře Wisconsinu na Wisconsinské univerzitě v Madisonu, která ve státě provedla tisíce testů na COVID-19, říká, že k pochopení a omezení pandemie potřebujeme dostupnější testy. Přestože celosvětový nárůst poptávky po testovacích materiálech ztížil provádění testů na mnoha místech, kolegové z WSLH na univerzitě se přičinili o to, aby byly testy ve Wisconsinu stále dostupné.

Testování na COVID-19 vyžaduje specializované vybavení, které pomáhá vědcům a lékařům virus odhalit a vytvořit dostatek kopií jeho genetického materiálu k měření. Barevné čáry na počítači ukazují výsledky testů COVID-19. Foto: MUDr: John Maniaci, UW Health

Za normálních podmínek je test jednoduchou laboratorní procedurou, jejímž cílem je zaměřit se na konkrétní virus.

Detekce viru ve vzorku z nosu nebo krku infikovaného pacienta vyžaduje schopnost identifikovat stopové množství jeho genetického materiálu pomocí procesu zvaného polymerázová řetězová reakce. U koronavirů, jako je ten, který způsobuje COVID-19, je tímto genetickým materiálem molekula zvaná RNA.

Kyley Guentherová, viroložka ve wisconsinské státní hygienické laboratoři, připravuje vzorky respiračních virů pro práci laboratoře Národního referenčního centra pro chřipku. Foto: MUDr: John Maniaci, UW Health

Pro provedení testu musí vědci nejprve převést RNA viru na DNA, k čemuž je zapotřebí enzym, který převede jeden typ genetického kódu na druhý. Tento enzym se nazývá reverzní transkriptáza a objevil ho v roce 1970 virolog z UW-Madison a nositel Nobelovy ceny Howard Temin spolu se svým kolegou Davidem Baltimorem z Massachusettského technologického institutu.

Je k tomu také zapotřebí přístroj zvaný termální cyklér, který vědcům umožňuje vytvořit mnoho kopií genetického materiálu, aby ho bylo dost na měření. Další činidla jsou nutná ke stabilizaci a dokončení reakcí.

Bylo by poměrně jednoduché zvýšit místní testovací kapacitu, pokud by nový virus zasáhl pouze jednu část světa. To se však nestalo.

„Současně se po celém světě všichni snažili nakoupit stejné materiály ve stejnou dobu,“ říká Sterkel.

Na pomoc však přispěchali kolegové z WSLH z celé univerzity, kteří darovali některá potřebná činidla, materiál a další. Jedním z největších partnerů byla Wisconsinská veterinární diagnostická laboratoř, která WSLH zapůjčila vybavení a činidla a poskytla školení.

Přenosový elektronový mikroskopický snímek izolátu z prvního případu COVID-19 v USA. Sférické virové částice, zbarvené modře, obsahují průřezy virovým genomem, které jsou vidět jako černé tečky. CDC / Hannah A Bullock; Azaibi Tamin

WVDL se rovněž zasadila o výrobu virového transportního média, které uchovává vzorky pacientů pro testování – což je na mnoha místech klíčové úzké místo. Laboratoř provádí přesně stejné druhy testů na nemoci u zvířat a již dlouho vyrábí podobné testovací soupravy pro partnery v celém státě. Tým osmi až deseti zaměstnanců je nyní schopen vyrobit až 10 000 souprav týdně.

WVDL byla schopna vyrobit první várky testovacích souprav z materiálů, které měla po ruce, jakmile je WSLH potřebovala, a dodala čerstvé materiály, aby mohla média vyrábět tak dlouho, jak bude třeba. Laboratoř také nadále plní své povinnosti v oblasti testování na zvířatech.

„S Wisconsinskou státní hygienickou laboratoří jsme již dříve navázali silnou spolupráci,“ říká Keith Poulsen, ředitel WVDL a profesor na Fakultě veterinární medicíny UW. „Tento vztah nám usnadnil vypořádat se s těžkými časy, jako je tento.“

Přestože celosvětový nárůst poptávky po testovacích materiálech ztížil provádění testů na mnoha místech, kolegové z WSLH na univerzitě se přičinili o to, aby byly testy ve Wisconsinu stále dostupné.

Nemocnice UW a WSLH také úzce spolupracují. Vyměnily si materiály, aby klinická laboratoř WSLH i UW Hospital mohly pokračovat v testování pacientů. WSLH poskytla validační a výukové materiály UW Health a desítkám dalších zdravotnických systémů po celém státě, aby zvýšila celostátní testovací kapacitu.

A WSLH získala podporu z vlastních řad. Další oddělení v rámci agentury nabídla čas, materiály a odborné znalosti, aby pomohla s testováním.

Nové rychlé testy se začínají zavádět, říká Sterkel, a to by mohlo zlepšit schopnost nemocničních laboratoří diagnostikovat vzorky pacientů. Tyto testy mohou zdravotnickým pracovníkům a jejich pacientům poskytnout výsledky již za pět minut. Navíc se snadno používají a lékaři a sestry je dobře znají, protože podobné testy na infekce, jako je chřipka, používají již léta. Jakmile budou tyto rychlé testy uvedeny do provozu, WSLH je zařadí, aby pomohly s rychlou diagnostikou v případech, kdy jde o čas.

Rychlé testy by také mohly zmírnit určitý tlak na celosvětovou poptávku po materiálech, protože jsou závislé na jiném dodavatelském řetězci než současná, pracovně náročnější metoda testování. Přesto mají všechny testy jednu společnou položku, a tou jsou tampony z nosu a krku, které se používají k odběru vzorků od pacientů. Tamponů je stále nedostatek.

Kolegové WSLH z celé univerzity přispěchali na pomoc a darovali některé potřebné reagencie, spotřební materiál a další.

WSLH bude i nadále nabízet testy založené na detekci polymerázovou řetězovou reakcí. Ta totiž zůstává základním kamenem pro reakci na vyvíjející se infekce. Je přizpůsobivá a lze ji rychle zaměřit na nové viry.

„To nám umožnilo začít testovat (na nový koronavirus) dříve než kdokoli jiný ve státě. Je také mnohem levnější než tyto rychlé soupravy, což nám umožňuje nabízet testování zdarma. A je snazší ji rozšířit než rychlé metody, což znamená, že můžeme za den otestovat mnohem více lidí,“ říká Sterkel.

V současné době WSLH pokračuje v testování stovek vzorků denně, a to nejen na COVID-19, ale také na další infekční nemoci, které ovlivňují zdraví obyvatel státu. Laboratoř je i nadále vděčná za sílu svých jedinečných partnerství.

„Byla to úžasná spolupráce lidí, kteří se spojili, aby uspokojili potřeby státu,“ říká Sterkel.

.