Method Article
חסרה שיטה להערכת אזורים נפוצים במעבדות לזיהום פריונים וטיהור יעיל. הפרוטוקול המתואר כאן מספק יסודות מרכזיים ליישום בדיקת בטיחות פריון מעבדה שניתן לשנות בקלות כדי לענות על הצרכים האישיים של מעבדות ספציפיות.
העברת מחלת פריונים יאטרוגנית התרחשה מכלים נוירוכירורגיים מזוהמים, חומרי השתלה וחשיפה תעסוקתית לכלי מעבדה מזוהמים בפריונים. פריונים גורמים למחלות על ידי קיפול שגוי של הצורה התאית הרגילה של חלבון הפריון, PrPC, לצורה המקופלת והפתוגנית PrPSc והם תמיד קטלניים. הפחתת העברת פריונים יאטרוגניים ותעסוקתיים היא מאתגרת. ראשית, פריונים יכולים להיקשר למשטחים ולהתמיד בהם לפרקי זמן ארוכים. שנית, פריונים עמידים מאוד בפני אי-הפעלה. בהתחשב בכך, משטחים יכולים לשמור על הדבקה לפרקי זמן ארוכים לאחר טיהור לא יעיל. לא רק שזה יכול להוות סיכון תעסוקתי פוטנציאלי עבור עובדי מעבדת פריונים, אלא שזה עלול לזהם ניסויי מעבדה צולבים תוך שימוש בטכניקות הגברה רגישות של פריונים. הפרוטוקול המתואר כאן לבדיקת החלקה של מעבדת בטיחות פריונים כולל שלבים לזיהוי ותיעוד של אזורי מעבדה בעלי תנועה גבוהה, בקרות מטוש מומלצות כדי להבטיח את תקפות התוצאות, צעדים לזיהוי תגובות נאותות לאתרי מטוש משטח חיוביים, תוצאות מייצגות מבדיקת החלקה של פריונים, כמו גם תוצאות מלאכותיות פוטנציאליות. בסך הכל, ניתן ליישם את בדיקת ההחלקה של מעבדת בטיחות פריונים כחלק מתוכנית בטיחות פריונים רחבה יותר להערכת טיהור משטחים, ניטור חללים משותפים לזיהום פריונים ויישום תיעוד מצב טיהור פריונים.
מחלות פריון הן תמיד מחלות נוירודגנרטיביות קטלניות ללא טיפול או תרופה ידועים. מחלות פריון נגרמות על ידי PrPSc, הצורה השגויה והפתוגנית של הצורה התאית הרגילה של חלבון הפריון 1,2,3,4,5, PrP C. מחלות פריון ידועות כמשפיעות על בני אדם ועל כמה מינים אחרים של בעלי חיים. למחלת פריונים אנושית אחת, מחלת קרויצפלד-יעקב, CJD, יש שלוש אטיולוגיות ידועות: ספורדיות, תורשתיות ונרכשות. CJD נרכש יכול להתרחש כתוצאה מהעברה מקרית (יאטרוגנית ותעסוקתית) ונחשב כגורם לקורו באנשי פור של פפואה גינאה החדשה6.
העברת פריון נקשרה למכשירים רפואיים מזוהמים בפריון ולחומרי השתלה 7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17. העברה יאטרוגנית של CJD יכולה להתרחש באמצעות דם, רקמות, או ממשטחים מזוהמים פריון 18,19,20. לדוגמה, CJD יאטרוגני יכול להתפתח בחולים בעקבות electroencephalogram עם אלקטרודות בשימוש בעבר על אדם בשלב הפרה-קליני של CJD אשר לאחר מכן נכנע ל- CJD21. שידור תעסוקתי מבוסס מעבדה עדכני יותר התרחש גם כאשר עובד מעבדה נדבק במחלת פריון באמצעות נקב עור עם מלקחיים המשמשים לטיפול בפרוסות מוח מחיה נגועה ב- BSE22,23 מותאם לכבשים. תרחישי העברה כאלה יכולים להתרחש בתוך הגדרות קליניות, מעבדתיות ומעבדות אבחון שבהן דגימות פריון מטופלות.
פריונים עמידים לטכניקות חיטוי נפוצות ויכולים להתמיד ולהישאר מדבקים על משטחים לפרקי זמן ממושכים 24,25,26,27,28,29. טכניקות חיטוי נפוצות כגון שימוש באתנול, חומרי ניקוי פנוליים, מי חמצן, צורות שונות של קרינה ופורמלדהיד אינן מספיקות לנטרול פריונים, ומאפשרות למשטחים לשמור על זיהומיות 30,31,32,33,34,35,36,37 . מאפיינים אלה תורמים להעברת פריונים במהלך חשיפה יאטרוגנית ותעסוקתית.
שיטות לזיהוי פריונים סביבתיים פותחו רק לאחרונה. שיטת ספוג סביבתי בשילוב עם המרה בזמן אמת הנגרמת על ידי רעידות אדמה (RT-QuIC) יכולה להעריך הדבקה שיורית של פריונים ממשטחים סביבתיים כמו גם ממשטחי מעבדה נפוצים לאחר חיטוי לא יעיל 38,39,40,41,42. כאן, אנו מתארים כיצד ניתן לשלב טכניקה זו בתוכנית בטיחות פריונים רחבה יותר. בסך הכל, שיטה זו יכולה לאפשר ניטור של פרוטוקולי חיטוי תלויי מעבדה, חקירה ותיעוד נאות של מצב הזיהום, מה שיכול לעזור להבטיח את תקפות הניסויים על ידי מזעור זיהום צולב, הערכה של מרחבי שימוש משותפים לזיהום פריונים ומאפשר הכשרה מחדש כיוונית של כוח אדם המבוסס על אזורים מזוהמים נפוצים.
כל הנהלים המערבים בעלי חיים אושרו ובהתאם למדריך לטיפול ושימוש בחיות מעבדה על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים באוניברסיטת קרייטון.
הערה: סקירה סכמטית של בדיקת ההחלקה של מעבדת הבטיחות של פריון מוצגת באיור 1.
1. בחירת אתרי ספוגית והכנה למטוש פני השטח
2. הכנת מטוש בקרה חיובית ושלילית
3. משטח swabbing
4. מיצוי מטושים וריכוז ואקום
הערה: הפעל את רכז הוואקום 30 דקות לפני השימוש כדי לאפשר למכשיר להתחמם.
5. הכנת בקרות מטוש לשימוש ב-RT-QuIC
הערה: יש לבצע את בקרות RT-QuIC לפני הבדיקה של תמציות מטוש סביבתיות כדי להבטיח שלא הוצג זיהום במהלך הליכי המטוש, המיצוי או הריכוז. לדוגמה, פריסות, ראו איור 3 ואיור 4.
6. הכנת דגימות לשימוש ב- RT-QuIC
7. ניתוח RT-QuIC ותוצאות
תיאור בכתב של תוצאות חיוביות ושליליות (כולל בקרות לוחית ומטוש חיוביות/שליליות)
מקלוני בקרה שליליים כלולים במקלוני המעקב כדי לפקח על זיהום פריונים פוטנציאלי שיכול להיות מוצג במהלך תהליך המטוש, המיצוי והריכוז. לוחית RT-QuIC הראשונה המבוצעת עבור מעקב חודשי נתון צריכה לכלול את בקרות המטוש החיוביות והשליליות. בקרות שליליות מוצלחות אינן מצליחות לחצות את סף הפלואורסצנטיות החיובית (איור 6A). תוצאה זו תצביע על כך שלא הוכנס זיהום במהלך הליכי הניסוי. תמציות מוצלחות של ספוגית בקרה חיובית יציגו זריעה חיובית בכל הבארות המשוכפלות עבור דגימה נתונה (מקלוני בקרה חיוביים זוהמו בזן אנצפלופתיה מינק המותאם לאוגר Hyper (HY TME) הומוגנט במוח. הכללת סדרת דילול בקרה חיובית מאפשרת לקבוע את הרגישות של זיהוי פריונים עבור ניסוי נתון (איור 6A).
כאשר בוחנים דגימות של תמצית מטוש פני שטח, משטחים שלא מראים זריעה מעל סף הפלואורסצנטיות החיובי שנקבע מראש יכולים להיחשב כשליליים לפריון (איור 6B). לעומת זאת, תמציות מטוש פני שטח מזוהמות בפריון יראו יכולות זריעה מעל סף הפלואורסצנטיות החיובית, אם כי יחס הנקודה המרבית (MPR) והזמן לפלואורסנציה יכולים להשתנות בהשוואה לבקרת הלוחות החיובית הכלולה (איור 6B). היכולת של השיטה להעריך חיטוי הולם מודגשת על-ידי המשטחים המזוהמים של פריונים שטופלו באקונומיקה, שכעת אינם מצליחים לזרוע RT-QuIC (איור 6B).
חשוב לציין, בעוד שהמעבדה שלנו מגדירה דגימה חיובית כדגימה שעוברת את סף הפלואורסצנטיות החיובית שנקבע לפחות במחצית מהבארות המשוכפלות, יש צורך שכל מעבדה תקבע סטנדרטים משלה. קצב היווצרות העמילואיד (RAF) והזמן עד לפלואורסצנטיות יכולים לשמש גם כדי לסייע בקביעת ערכי סף ספציפיים למעבדה לחיוביות.
ראינו תוצאות של ממצאים על פני השטח שעוברות את סף הפלואורסצנטיות החיובית, אבל עם עקומות קינטיות משתנות ולאחר זמן ארוך באופן חריג לפלואורסצנטיות בהשוואה לדגימות ביקורת חיוביות (איור 6C). תוצאות אלה יש לפרש בזהירות כפי שהם עלולים להיגרם על ידי נוכחות של אבק או כימיקלים שיורית נוכח על פני השטח. ממצאים אלה מדגישים את הצורך בניקיון מעבדה כללי, כמו גם קריטריונים להבחנה בין זריעה חיובית אמיתית לזריעה חיובית כוזבת.
סילוק פסולת מסוכנת ביולוגית מוצקה ונוזלית צריך להיעשות בהתאם להנחיות הנוכחיות לסילוק סיכונים ביולוגיים של מוסד נתון. טכניקות חיטוי פריונים נפוצות כוללות טיפול בנתרן הידרוקסידי, נתרן היפוכלוריט (אקונומיקה), או אוטוקלאבינג ב 134 ° C למשך 18 דקות 43,44,45,46.
איור 1: סקירה סכמטית של בדיקת החלקה של מעבדת בטיחות פריונים. לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 2: פריסת אתר מטוש לדוגמה. לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 3: תכנון ניסוי לדוגמה עבור בקרות מטוש כלל בדיקת החלקה של מעבדת בטיחות פריונים. (A) פריסת דגימה עבור בקרות תמצית מטוש שליליות וחיוביות. (B) בקרות תמצית מטוש שליליות וחיוביות צריכות להיות מושעות מחדש עם 50 μL של H2O. יש ליצור דילול של פי 10 של תמצית המקלון המרחף מחדש על ידי דילול לתמיסת דילול רקמות. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 4: תכנון ניסוי לדוגמה עבור תמציות מטוש משטח מבדיקת החלקה של מעבדת בטיחות פריונים. (A) פריסה לדוגמה עבור תמציות מטוש פני שטח. (B) דגימות תמצית מטוש פני השטח צריכות להיות מושעות מחדש עם 20 μL של תמיסת דילול רקמות. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 5: בדיקת החלקה חודשית של מעבדת בטיחות פריונים. תרשים זרימה המשמש לפירוש תוצאות ולקביעת תגובה מתאימה. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 6: ניסוי מייצג של מטוש פני שטח. (A) לוחית בקרה של מטוש פני השטח המכילה בקרות של תמצית מטוש שלילי בבקרה משולשת (DPBS, מוח אוגר לא נגוע הומוגנט 10-4 ו-10-10) ובקרות תמצית מטוש חיובית במשולש (HY הומוגנט מוח 10-3). (B) תמציות מטוש מייצגות למשטחי ספסל, זכוכית ונירוסטה (S.S.) שעברו ספוגית לפני הזיהום, בעקבות זיהום ב-HY 10-3 ולאחר טיפול באקונומיקה במשטחים מזוהמים. (C) השוואה של מעקב פלואורסצנטי בין הומוגנט מוח לא נגוע 10-4, הומוגנט מוח HY 10-3, ותמצית המקלון מהספסל המצופה בשכבת אבק עדינה. בקרות לוח שליליות עבור לוחות A ו- B כוללות ריק (תמיסת דילול רקמות) ומוח אוגר לא נגוע הומוגני 10-4. לוח B כולל תוספת של הומוגנט מוח לא נגוע 10-4 ואת בקרת הצלחת החיובית של הומוגנט מוח HY 10-3. סף פלואורסצנטיות חיובי (מודגם על ידי קו מקווקו אדום) נקבע להיות 2. יחס נקודת השיא (MPR) המדווח הוא הפלואורסצנטיות המרבית חלקי קריאת הפלואורסצנטיות הראשונית המתקבלת על ידי קורא הלוחות. כל נקודה מייצגת באר טכנית אחת המשוכפלת עבור סוג מדגם נתון. הממוצע וסטיית התקן מוצגים. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
טבלה 1: טופס תיעוד חודשי של אתר מטוש לדוגמה. אנא לחץ כאן כדי להוריד טבלה זו.
איור משלים 1: תבנית פריסת אתר Swabbing. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.
תרשים משלים 2: טופס תיעוד חודשי של אתר מטוש. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.
ניתן להשתמש בשיטת ספוגית הבטיחות המתוארת של פריון כדי לשפר את אמצעי הבטיחות הקיימים של פריונים. שיטה זו יכולה לנטר חללים וציוד של מעבדת פריונים, כמו גם חללי מעבדה משותפים, לאיתור זיהום פוטנציאלי של פריונים. חשוב לציין כי ניתן להתאים שיטה זו לבדיקת טכניקות חיטוי ספציפיות למעבדה כדי לוודא טיהור של משטחים מזוהמים בפריון. מכיוון שזנים שונים של פריונים מציגים רגישויות שונות לטכניקות חיטוי, שיטה זו יכולה לאשר כי טכניקות אלה יעילות לניסויי מעבדה נוכחיים, כגון טיפול בנתרן הידרוקסידי או נתרן היפוכלוריט (אקונומיקה)43,44.
צעדים מרכזיים עבור מתודולוגיה זו כוללים זיהוי של אתרי מטוש מתאימים שיספקו מדגם של שני אזורים בעלי תנועה גבוהה, כמו גם אזורים לניטור שעשויים להיות מעורבים בזיהום צולב במורד הזרם של ניסויים. בנוסף, מעבדות צריכות להשתמש בבקרות חיוביות ושליליות הדומות באופן הדוק לאלה הנפוצות במעבדה או במרפאה נתונה. לדוגמה, אם עובדים עם פריונים של מכרסמים, הבקרות החיוביות והשליליות צריכות להתאים למין זה. לבסוף, נתוני המעקב צריכים להיות מעודכנים ומאורגנים כך שניתן יהיה לזהות בקלות מגמות חיוביות, ובכך לאפשר הפחתה והכשרה מחדש של צוות המעבדה במקרה של תוצאות חיוביות עקביות עבור אזור נתון.
מגבלה אחת של פרוטוקול זה היא יצירת פוטנציאל של תוצאות RT-QuIC שגויות. בהתחשב באופי הרגיש של RT-QuIC, נוכחות של שאריות דטרגנטים, מלח וחומרים אחרים על משטחי מעבדה יכולה להשפיע על התוצאה של התגובה39. בסך הכל, בהתחשב בתצפית זו, יש יתרון בכך שמשטחים נשארים נקיים מחומרים שיכולים להפריע ל-RT-QuIC, כגון שאריות מלח, חומרי ניקוי ואבק. ככל ששיפורים במתודולוגיית RT-QuIC יהיו זמינים, אנו צופים שרבות מהמגבלות הנוכחיות של RT-QuIC ייפתרו. לכן, אנו מעודדים את משתמש הקצה להתעדכן בספרות כדי לנצל את השיפורים האחרונים ב-RT-QuIC.
יתרון מרכזי של שיטה זו עבור מעבדות החוקרות פריונים הוא היכולת למזער זיהום שעלול להשפיע על התוצאות של בדיקות הגברה רגישות. כלי נקרופסי מחוטאים בדרך כלל לפני שנעשה בהם שימוש חוזר לנקרופסיות עתידיות. שיטת המטוש המתוארת מספקת שיטה להערכת כלי נקרופסי להדבקה שיורית של פריונים שעלולה להשפיע על התוצאות במורד הזרם. זה יכול לספק רמה נוספת של קפדנות לניסויים כדי לשלול את האפשרות כי זיהוי פריונים ברקמות לא היה בשל זיהום מן הכלים necropsy.
J.C.B. ו-Q.Y. הם ממציאים של בקשת פטנט הנוגעת לטכנולוגיית משטח פריון.
העבודה נתמכה על ידי מענק מהקרן למחלות קרויצפלדט יעקב. למממנים לא היה כל תפקיד בעיצוב המחקר, באיסוף הנתונים ובפרשנותם, או בהחלטה להגיש את העבודה לפרסום.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Fisherbrand PurSwab Foam Swabs | Fisher brand | Catalog #14-960-3E | |
Milli-Q IQ 7005 Ultrapure Water System | MilliporeSigma | Q7005T0C | |
Mini-centrifuge, 6000 rpm | Southern Labware | MLX-306 | |
Omega plate reader | BMG Labtech | FLUOstar Omega plate reader | |
Q700 sonicator | QSonica | Q700-110 | |
Recombinant hamster prion protein | MNPRO | MNPROtein-Hamster | syrian hamster, amino acids 90-231 |
Savant speedvac | Thermo Scientific | SPD1030-230 | |
Silica nanospheres (50 nm) | nano Composix | SISN50-25M |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved