Erik Reisdorf, virusolog principal la Wisconsin State Laboratory of Hygiene, procesează probele pentru testarea COVID-19. Fotografie: A: John Maniaci, UW Health

În timp ce COVID-19 a infectat peste 1 milion de persoane din întreaga lume – și peste 2.500 de locuitori din Wisconsin – de la sfârșitul lunii decembrie 2019, totul, de la tampoane de nas și gât până la substanțele chimice, sau reactivi, necesare pentru a efectua testele pentru această boală, este în criză.

Alana Sterkel, director adjunct în cadrul diviziei de boli transmisibile a Laboratorului de igienă al statului Wisconsin de la Universitatea din Wisconsin-Madison, care a efectuat mii de teste pentru COVID-19 în stat, spune că avem nevoie de teste disponibile pe scară mai largă pentru a înțelege și a limita pandemia. Deși creșterea globală a cererii de materiale de testare a făcut ca testul să fie mai greu de efectuat în multe locuri, colegii de la WSLH de la universitate au contribuit pentru a menține testele disponibile în Wisconsin.

Testarea pentru COVID-19 necesită echipament specializat pentru a ajuta oamenii de știință și clinicienii să detecteze virusul și să facă suficiente copii ale materialului său genetic pentru a le măsura. Liniile colorate de pe calculator arată rezultatele testelor COVID-19. Foto: John Maniaci, UW Health

În condiții normale, testul este o procedură de laborator simplă, concepută pentru a localiza un virus specific.

Detectarea virusului într-o mostră din nasul sau din gâtul unui pacient infectat necesită capacitatea de a identifica cantități infime din materialul său genetic, folosind un proces numit reacție în lanț a polimerazei. În cazul coronavirusurilor, cum ar fi cel care provoacă COVID-19, acest material genetic este o moleculă numită ARN.

Kyley Guenther, virusolog la Laboratorul de Igienă de Stat din Wisconsin, pregătește probele de virusuri respiratorii pentru activitatea Centrului Național de Referință pentru Gripă din cadrul laboratorului. Foto: A: John Maniaci, UW Health

Pentru a face testul, oamenii de știință trebuie mai întâi să convertească ARN-ul virusului în ADN, iar acest lucru necesită o enzimă pentru a traduce un tip de cod genetic în celălalt. Enzima se numește transcriptază inversă și a fost descoperită în 1970 de către virusologul de la UW-Madison și laureat al Premiului Nobel Howard Temin, împreună cu colegul său David Baltimore de la Massachusetts Institute of Technology.

Este nevoie, de asemenea, de un aparat numit termociclator, care le permite oamenilor de știință să facă mai multe copii ale materialului genetic, astfel încât să existe o cantitate suficientă pentru măsurători. Alți reactivi sunt necesari pentru a stabiliza și finaliza reacțiile.

Ar fi fost relativ simplu să se mărească capacitatea locală de testare dacă noul virus ar fi lovit doar o parte a lumii. Dar nu asta s-a întâmplat.

„Simultan, în întreaga lume, toată lumea încerca să achiziționeze aceleași materiale în același timp”, spune Sterkel.

Cu toate acestea, colegii de la WSLH din întreaga universitate au intervenit pentru a ajuta, donând o parte din reactivii necesari, consumabile și altele. Unul dintre cei mai mari parteneri a fost Wisconsin Veterinary Diagnostic Laboratory, care a împrumutat echipamente și reactivi și a oferit instruire pentru WSLH.

Imaginea microscopică electronică de transmisie a unui izolat din primul caz de COVID-19 din SUA. Particulele virale sferice, colorate în albastru, conțin secțiuni transversale prin genomul viral, văzut ca puncte negre. CDC / Hannah A Bullock; Hannah A Bullock; Azaibi Tamin

De asemenea, WVDL a intervenit pentru a produce mediile de transport viral care conservă eșantioanele pacienților pentru testare – un blocaj cheie în multe locuri. Laboratorul efectuează exact aceleași tipuri de teste pentru boli la animale și a realizat de mult timp kituri de testare similare pentru partenerii din întregul stat. O echipă formată din opt până la 10 angajați este acum capabilă să producă până la 10.000 de kituri pe săptămână.

WVDL a fost capabil să facă primele loturi de kituri de testare folosind materialele pe care le avea la îndemână imediat ce WSLH a avut nevoie de ele și a trimis materiale proaspete pentru a continua să producă medii atât timp cât este necesar. De asemenea, laboratorul continuă să își îndeplinească îndatoririle față de testarea pe animale.

„Aveam deja o relație puternică de colaborare cu Laboratorul de Stat de Igienă din Wisconsin”, spune Keith Poulsen, director al WVDL și profesor la Școala de Medicină Veterinară a UW. „Această relație a făcut mai ușor să facem față unor momente dificile ca acesta.”

Deși creșterea globală a cererii de materiale de testare a făcut ca testul să fie mai greu de efectuat în multe locuri, colegii de la WSLH de la universitate au contribuit pentru ca testul să rămână disponibil în Wisconsin.

Spitalul UW și WSLH au lucrat, de asemenea, în strânsă colaborare. Au făcut schimb de materiale pentru a permite atât WSLH, cât și laboratorul clinic al Spitalului UW să continue testarea pacienților. WSLH a furnizat materiale de validare și educaționale către UW Health și către zeci de alte sisteme de sănătate din întregul stat pentru a stimula capacitatea de testare la nivel statal.

Și WSLH a primit sprijin din propriile rânduri. Alte divizii din cadrul agenției au oferit timp, materiale și expertiză pentru a ajuta la testare.

Noi teste rapide încep să fie lansate, spune Sterkel, iar acest lucru ar putea îmbunătăți capacitatea laboratoarelor din spitale de a diagnostica probele pacienților. Testele pot oferi lucrătorilor din domeniul sănătății și pacienților lor rezultate în doar cinci minute. De asemenea, acestea sunt ușor de utilizat și sunt familiare medicilor și asistentelor, care folosesc de ani de zile teste similare pentru infecții precum gripa. Pe măsură ce aceste teste rapide vor fi online, WSLH le va încorpora pentru a ajuta la diagnosticarea rapidă atunci când timpul este esențial.

Testele rapide ar putea, de asemenea, să ușureze o anumită presiune asupra cererii globale de materiale, deoarece se bazează pe un lanț de aprovizionare diferit față de metoda de testare actuală, care necesită mai multă muncă. Cu toate acestea, un element pe care toate testele îl au în comun este reprezentat de tampoanele de nas și gât folosite pentru a colecta probe de la pacienți. Tampoanele rămân în criză.

Colegii de la WSLH din întreaga universitate au intervenit pentru a ajuta, donând o parte din reactivii necesari, consumabile și multe altele.

SWLH va continua să ofere teste bazate pe detectarea prin reacție în lanț a polimerazei. Acest lucru se datorează faptului că aceasta rămâne un fundament pentru a răspunde la infecțiile în evoluție. Este adaptabilă și poate fi direcționată rapid către noi viruși.

„Acest lucru ne-a permis să începem testarea (pentru noul coronavirus) înaintea oricui altcuiva din stat. De asemenea, este mult mai ieftin decât aceste kituri rapide, ceea ce ne permite să oferim teste gratuite. Și este mai ușor de extins decât metodele rapide, ceea ce înseamnă că putem testa mult mai multe persoane într-o zi”, spune Sterkel.

Pentru moment, WSLH continuă să testeze sute de probe pe zi, nu numai pentru COVID-19, ci și pentru alte boli infecțioase care afectează sănătatea locuitorilor statului. Laboratorul rămâne recunoscător pentru puterea parteneriatelor sale unice.

„A fost un efort de colaborare uimitor al oamenilor care au venit să se alăture pentru a răspunde nevoilor statului”, spune Sterkel.