Korona: pozytywny wynik testu PCR po długim okresie rekonwalescencji

W pierwszych miesiącach pandemii Corona 19 pracownicy służby zdrowia, którzy analizowali wyniki testów, zauważyli coś dziwnego: w przypadku pacjentów, którzy już wyzdrowieli po COVID-19, testy PCR czasami powracały w niewytłumaczalny sposób przez tygodnie lub nawet miesiące później. Naukowcy mają teraz na to wyjaśnienie.

Chociaż ludzie mogą być dwukrotnie zakażeni SARS-CoV-2, wydaje się, że nie ma to miejsca w przypadku tych pacjentów. Z ich próbek nie wyizolowano żadnych żywych wirusów, a niektóre testy dały fałszywie pozytywne wyniki, nawet gdy ludzie byli poddani kwarantannie. Ponadto RNA mają na ogół krótki czas życia – większość z nich trwa tylko kilka minut – więc jest mało prawdopodobne, aby pozytywne testy były wynikiem pozostałych RNA.

Ci, którzy wyzdrowieli, pozostają pozytywni

Według innego Wiadomość Artykuł badawczy przygotowany przez naukowców z Whitehead Institute w Cambridge może dostarczyć odpowiedzi na pytanie, dlaczego niektórzy pacjenci nadal dają wynik pozytywny po wyzdrowieniu z COVID-19.

W artykule opublikowanym w Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), Profesor Rudolf Janisch i współpracownicy wyjaśnili, że sekwencje genetyczne RNA SARS-CoV-2 można włączyć do genomu komórki gospodarza w procesie znanym jako odwrotna transkrypcja.

Te fragmenty genomu można następnie „wczytać” do RNA, które można pobrać za pomocą testu PCR.

Wbudowany w genom

SARS-CoV-2 nie jest jedynym wirusem, który zintegrował się z ludzkim genomem. Według ekspertów około 8 procent naszego DNA składa się z pozostałości starożytnych wirusów. Niektóre wirusy, zwane retrowirusami, polegają na włączeniu do ludzkiego DNA w celu ich replikacji.

„SARS-CoV-2 nie jest retrowirusem, co oznacza, że ​​nie wymaga replikacji wstecznej” – wyjaśnia badacz z tytułem doktora Whitehead Institute i główny autor Liguo Zhang. „Jednak sekwencja niewirusowych wirusów RNA została wykryta w genomach wielu gatunków kręgowców, w tym ludzi”.

Mając to na uwadze, Zhang i Jaenisch rozpoczęli projektowanie eksperymentów, aby sprawdzić, czy ta integracja wirusa z nowym koronawirusem może wystąpić. Z pomocą Alexsii Richards naukowcy zainfekowali ludzkie komórki w laboratorium koronawirusem, a dwa dni później zsekwencjonowali DNA z zakażonych komórek, aby ustalić, czy zawiera on ślady materiału genetycznego wirusa.

Aby upewnić się, że ich wyniki można potwierdzić na różne sposoby, zastosowali trzy różne techniki sekwencjonowania DNA. We wszystkich próbkach znaleźli fragmenty wirusowego materiału genetycznego (chociaż naukowcy podkreślili, że żadna z wstawionych części nie była wystarczająca do wytworzenia żywego wirusa).

„Jump gene”

Następnie przeskanowali DNA otaczające małe sekwencje wirusowe w poszukiwaniu wskazówek dotyczących mechanizmu, dzięki któremu się tam dostali. Naukowcy odkryli odwrotne transpozycje w tych otaczających sekwencjach.

Transpozony są czasami nazywane „genami skoku”, czyli fragmentami DNA, które można przenieść z jednego regionu genomu do innego. Często są aktywowane, aby „skakać” w warunkach skrajnego stresu, raka lub starości. Typowe transpozony w ludzkim genomie to retrotranspozon LINE1.

„Integracja LINE1 ma bardzo wyraźny wpływ” – mówi Janis. „Kiedy sekwencja wirusowa kontaktuje się z komórkowym DNA, następuje powtórzenie z 20 parami zasad”.

Oprócz nadmiarowości, inną cechą świadczącą o integracji za pośrednictwem LINE1 jest sekwencja rozpoznawania nukleazy LINE1. Naukowcy zidentyfikowali te cechy w prawie 70 procentach DNA, które zawiera sekwencje wirusowe, ale nie we wszystkich, co wskazuje, że wirusowe RNA może integrować się z DNA komórkowym poprzez wiele mechanizmów.

Transkrypty RNA z różnych typów próbek

Aby zweryfikować integralność wirusa poza laboratorium, naukowcy przeanalizowali opublikowane zestawy danych transkryptów RNA z różnych typów próbek, w tym pacjentów z COVID-19.

Korzystając z tych zestawów danych, Zhang i Jaenisch byli w stanie obliczyć odsetek genów transkrybowanych w komórkach tych pacjentów, które zawierały sekwencje wirusowe, które można było uzyskać ze zintegrowanych kopii wirusa.

Odsetek różnił się w zależności od próbki, ale w przypadku niektórych stosunkowo duża część kopii wirusa została poddana transkrypcji z wirusowego materiału genetycznego włączonego do genomu.

Zamiast liczyć teksty, które zawierały tylko materiał wirusowy, badacze zbadali kierunek, w jakim były czytane. Gdyby transkrypty były wynikiem losowej integracji wirusa w genomie, nastąpiłoby cięcie około 50-50 – połowa transkryptów byłaby czytana do przodu, a druga połowa do tyłu w stosunku do genów gospodarza.

„To właśnie widzieliśmy w niektórych próbkach pacjentów” – powiedział Zhang. „Wskazuje to, że wiele wirusowego RNA w niektórych próbkach można skopiować z sekwencji komplementarnych”.

Możliwość ciągłej ochrony przed wirusem

Ponieważ zestaw danych, z którego korzystali, był tak mały, Ganesh podkreśla, że ​​potrzeba więcej informacji, aby dokładnie określić, jak często to zjawisko występuje w prawdziwym życiu i co może oznaczać dla zdrowia ludzkiego.

Jest możliwe, że bardzo niewiele komórek ludzkich kiedykolwiek doświadczyło integracji wirusowej. W przypadku innego wirusa RNA, który został zintegrowany z genomem komórki gospodarza, tylko niewielki procent zakażonych komórek (między 0,001 a 0,01) zawierał zintegrowany wirusowy DNA. W przypadku SARS-CoV-2 częstotliwość fuzji między ludźmi jest nadal nieznana.

Janisch mówi, że ten procent może być bardzo mały. „Ale nawet jeśli jest to rzadkie, ponad 140 milionów ludzi jest już zarażonych, prawda?”

W przyszłości Jaenisch i Zhang chcą zbadać, czy fragmenty materiału genetycznego SARS-CoV-2 mogą być przetwarzane przez komórkę w białka. „Jeśli tak jest i wywołuje odpowiedź immunologiczną, może zapewnić ciągłą ochronę przed wirusem” – powiedział Zhang.

Mają również nadzieję, że sprawdzą, czy te osadzone fragmenty DNA mogą być częściowo odpowiedzialne za niektóre z długoterminowych następstw autoimmunologicznych występujących u niektórych osób z COVID-19. „W tej chwili możemy tylko spekulować” – mówi Janis. „Niemniej jednak uważamy, że możemy wyjaśnić, dlaczego niektórzy pacjenci w dłuższej perspektywie dają pozytywny wynik w PCR”. (Ogłoszenie)