Name: Yazar Spotlight: Solunum Yolu Virüslerinin Multipleks Tespitindeki Gelişmeler
Uploaded: 2023-11-10T14:50:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Advancements in Multiplex Detection of Respiratory Viruses at JoVE.com

Bu çalışma, Kral Abdullah Bilim ve Teknoloji Üniversitesi tarafından çekirdek finansman ve S.M.H.'ye Ulusal Dönem Büyük Mücadelesi (NTGC) yoluyla desteklenmiştir.

1. Taq polimeraz ekspresyonu ve saflaştırılması
<ol><li>Enzimin C-terminalinde katlanabilir bir heksa-histidin etiketine sahip bir plazmit oluşturun.</li>
	<li>Ekspresyon vektörünün 50 ng'sini standart protokol38'i izleyerek E. coli BL21-(DE3) suşuna dönüştürün.</li>
	<li>Dönüştürülmüş hücreleri, her biri 37 ° C'de 2 L 2YT ortam suyu içeren dört adet 6 L'lik şişede, 0.8'lik OD 600'e veya 6.4 x 108 hücre numarasına ulaşılana kada...

Solunum Virüsü Tespiti için Multipleks RT-qPCR Testi

SARS-CoV-2, Influenza A/B ve MERS-CoV varyantları gibi yaygın solunum yolu virüslerinin yayılmasına bağlı yüksek enfeksiyon ve ölüm oranlarından kaynaklanan dünya çapında sağlık sistemi üzerinde ağır bir ekonomik yük bulunmaktadır 12,19,20. Bu yükü hafifletmeye yönelik sorumluluk duygusuyla motive olarak, bu yaygın virüsleri tek bir testte ayırt etmek için RT-qPCR gibi hızlı, kesin ve erişilebilir ...

Devam eden koronavirüs hastalığı 2019 (COVID-19) pandemisine, şiddetli akut solunum sendromu koronavirüs 2 (SARS-CoV-2)1 olarak bilinen yeni koronavirüs neden olur. SAR-CoV-2'nin güçlü bulaşıcılığı ve hızlı bulaşma kapasitesi nedeniyle, COVID-19 salgını Çin'in Wuhan Şehrinde ortaya çıktı ve tüm dünyaya hızla yayıldı. Bu sonunda solunum sıkıntısı belirtilerinin başlamasına ve hattaölüme yol açtı 2,3,4. COVID-19, 213'ten fazla ülkede pandemi ilan edildi ve farklı araştırma çalışmaları tarafından yayınlanan makalelerin kanıtladığı gibi, teyit edilen vakaların sayısında keskin bir artış bekleniyor 3,5. COVID-19, öncelikle enfekte bireylerin çevreye saldığı ve daha sonra soluma veya kontamine yüzeylerle yakın temas yoluyla savunmasız bireylere maruz kaldığı küçük solunum damlacıkları yoluyla bulaşır. Bu damlacıklar göz, ağız veya burun mukozası ile temas ettiğinde, bir kişi enfekte olabilir6. Dünya Sağlık Örgütü (WHO) tarafından yayınlanan istatistikler, dünya çapında 76 milyondan fazla doğrulanmış pandemi vakası olduğunu ve şaşırtıcı bir şekilde 7 milyon ölüm olduğunu göstermektedir7. Bu nedenle Birleşmiş Milletler, COVID-19 hastalığının neden olduğu pandemiyi, dünya çapında milyarlarca insanın yaşamı üzerindeki doğrudan etkisi ve geniş kapsamlı ekonomik, çevresel ve sosyal etkileri nedeniyle bir felaket olarak sınıflandırdı.
Kapsamlı testler, erken teşhis, temas takibi ve vaka izolasyonu dahil olmak üzere halk sağlığı girişimlerinin tümünün bu salgını kontrol altında tutmada çok önemli olduğu gösterilmiştir 8,9,10,11. Kış ayları, COVID-19 benzeri semptomlarla birlikte İnfluenza A ve B gibi diğer solunum yolu virüslerinin dolaşımını artıracak ve COVID-19 vakalarını erkenden tespit etmeyi, izlemeyi ve izole etmeyi zorlaştıracaktır. Her yıl, İnfluenza A ve B salgını sonbaharın sonlarında veya Ocak ayının başlarında öngörülebilir bir mevsimsellik ile başlar12. SARS-CoV-2 ve İnfluenza virüsleri tarafından çok sayıda epidemiyolojik özellik paylaşılmaktadır. Ayrıca, çocuklar, yaşlılar, bağışıklığı baskılanmış ve astım, kronik obstrüktif akciğer hastalığı, kalp ve böbrek yetmezliği veya diyabet gibi kronik komorbiditeleri olan bireyleri içeren duyarlı popülasyonlarda benzerliklerin paylaşılması12,13. Bu virüsler sadece savunmasız popülasyonları değil, aynı zamanda temas ve solunum damlacıklarının bulaşma yollarını da paylaşır14. Grip mevsimi yaklaşırken hastaların bu solunum yolu virüslerinden birden fazlasına yakalanabileceği tahmin edilmektedir14. Bunun için semptomatik hastalarda izole edilmeden önce SARS-CoV-2 ve İnfluenza virüslerinin taranması yapılmalıdır. Üç virüs (SARS-CoV-2, Influenza A ve Influenza B) için ayrı testler yapmak, nükleik asit ekstraksiyonu ve teşhisi için küresel kaynak eksikliği nedeniyle mümkün değildir. Hepsini tek bir reaksiyonda taramak için bir yöntem veya test geliştirilmelidir.
Orta Doğu solunum sendromu (MERS)-CoV, insan koronavirüs (CoV) ailesinin bir üyesidir. İlk MERS-CoV virüsü izolatları, Eylül 2012'de akut solunum sorunları nedeniyle ölen Suudi Arabistan'da hastanede yatan bir hastadan geldi15. MERS-CoV için belirgin bir rezervuar konakçısının tek hörgüçlü develer olduğunu gösteren kanıtlar vardır. Enfekte tek hörgüçlü develerden gelen virüslerin zoonotik olduğu ve bu nedenle insanları enfekte edebileceği kanıtlanmıştır16,17. Bu virüsle enfekte olan insanlar, yakın temas yoluyla başkalarına yayabilir18. 26 Ocak 2018 itibariyle, dünya çapında 750 ölüm dahil olmak üzere laboratuvarca doğrulanmış2143 MERS-CoV enfeksiyonu vakası olmuştur 19. En tipik MERS-CoV semptomları öksürük, ateş ve nefes darlığıdır. MERS-CoV enfeksiyonlarının ayrıca pnömoni, ishal ve gastrointestinal hastalık semptomları sergilediği bildirilmiştir20. Şu anda, MERS-CoV için ticari bir aşı veya spesifik bir tedavi mevcut değildir. Bu nedenle, yaygın MERS-CoV salgınlarını önlemek ve MERS-CoV'yi SARS-CoV-2 hastalığından ayırt etmek için hızlı ve kesin tanı şarttır.
Bugüne kadar, bu virüsleri tespit etmek için multipleks RT-PCR 21,22,23,24,25, CRISPR/Cas1226,27, CRISPR/Cas928 ve CRISPR/Cas329, yanal akış immünolojik testi30, kağıt tabanlı biyomoleküler sensörler31, bir kapta SHERLOCK testi 32, DNA aptamer33, döngü aracılı izotermal gibi birçok yaklaşım önerilmiştir amplifikasyon (LAMBA)19,34, vb. Yukarıda belirtilen yöntemlerin her birinin, duyarlılık ve özgüllük açısından benzersiz yararları ve sakıncaları vardır. Bu yöntemler arasında nükleik asit amplifikasyonuna dayalı test: multipleks qRT-PCR, en yaygın olanıdır ve SARS-CoV-2, İnfluenza A, İnfluenza B ve MERS-CoV tanısı için altın standart olarak kabul edilir.
Bu çalışmada, standart bükümlü sentetik viral RNA'ları kullanarak SARS-CoV-2, İnfluenza A, İnfluenza B ve SARS-CoV-2, MERS-CoV'nin etkili, doğru ve eş zamanlı tespiti için çeşitli primer kombinasyonları ve probları tasarladık ve değerlendirdik. MERS-CoV veya SARS-CoV-2 hedef genleri için geliştirilen çoğullanmış testler Dünya Sağlık Örgütü (WHO) tarafından önerilmektedir. Bu genler genellikle bir replikasyon/transkripsiyon kompleksinin (RTC) oluşumuna katkıda bulunan proteinleri ve kompleksleri kodlar.35 MERS-CoV testi için kullanılan açık okuma çerçevesi 1a (ORF1a) içindeki bölge gibi. Ek olarak, yapısal proteinler, sırasıyla MERS-CoV ve SARS-Cov-2 testleri için kullanılan zarf geninin yukarı akış bölgesi (upE) ve nükleokapsid geni (N) gibi tanısal testlerde kullanılan genler tarafından kodlanır35,36. Virüslerin tespiti için RT-qPCR'yi oluşturmak için kurum içi R3T tek adımlı RT-qPCR kitini kullandık37. R3T tek adımlı RT-qPCR kitimizin ve primer setlerimizin virüs tespiti, duyarlılığı, özgüllüğü ve dinamik aralığı, standart bükümlü sentetik RNA'ların 10 kat seri dilüsyonları kullanılarak test edildi ve değerlendirildi. En düşük pratik saptama sınırı, reaksiyon başına yaklaşık 10 transkript kopyasıydı. Sonuç olarak, kurum içi R3T tek adımlı RT-qPCR kiti ve primer/prob setleri, SARS-CoV-2, İnfluenza A, İnfluenza B ve SARS-CoV-2, MERS-CoV'nin rutin eşzamanlı teşhisi için başarıyla kullanılabilir ve uygulanabilir.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.45 &#956;m filter cups</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>291-4545</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10X Tris-Glycine SDS running buffer</td>
			<td>Novex</td>
			<td>LC2675</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6-well tissue culturing plates</td>
			<td>Corning</td>
			<td>353046</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium sulfate</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A701-3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ampicillin</td>
			<td>Corning</td>
			<td>61-238-RH</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cation exchange (HiTrap SP HP) 5 mL</td>
			<td>Cytiva</td>
			<td>17-1152-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D-(+)-Biotin, 98+%</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>A14207.60</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DH10Bac competent cells</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>10361012</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dialysis bag (Snakeskin 10,000 MWC)</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>68100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dithiothreitol (DTT)</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>R0862</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dnase/Rnase Free Distilled Water</td>
			<td>Ambion</td>
			<td>AM9930</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>dNTPs</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>R0192</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>E. coli BL21(DE3) competent cells</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>C600003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EDTA</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP120-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Elution Buffer</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>19086</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ESF 921 insect cell culture medium (Insect cells media)</td>
			<td>Expression Systems</td>
			<td>96-001-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FBS Solution</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>A38400-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fugene (transfection reagent)</td>
			<td>Promega</td>
			<td>E2311</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gentamicin</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>15750060</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glycerol</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>G5516-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IGEPAL CA-630</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>I8896-100ml</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Imidazole</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>56750-1Kg</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Influenza A (H1N1) synthetic RNA</td>
			<td>Twist Bioscience</td>
			<td>103001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Influenza A (H3N2)&#160; synthetic RNA</td>
			<td>Twist Bioscience</td>
			<td>103002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Influenza B synthetic RNA</td>
			<td>Twist Bioscience</td>
			<td>103003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IPTG</td>
			<td>Gold Biotechnology</td>
			<td>I3481C100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kanamycin</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>11815-032</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LB Agar</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP1425-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LB Broth media</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP1426-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lysozyme</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>L6876-10G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnesium Chloride</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>13152-1Kg</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MERS-CoV synthetic RNA</td>
			<td>Twist Bioscience</td>
			<td>103015</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MicroAmp Fast Optical 96-well Reaction plates with Barcode (0.1 mL)</td>
			<td>Applied Biosystems</td>
			<td>10310855</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mini- PROTEAN TGX Precast Gel</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>456-1093</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Miniprep kit</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>27106</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ni-NTA Excel (HisTrap Excel) 5 mL</td>
			<td>Cytiva</td>
			<td>17-3712-06</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ni-NTA HP (HisTrap HP) 5 mL</td>
			<td>Cytiva</td>
			<td>17-5248-02</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optical Adhesice Covers (PCR Compatible,DNA/Rnase/PCR Inhibitors Free</td>
			<td>Applied Biosystems</td>
			<td>4311971</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium Chloride</td>
			<td>Fisher Bioreagents</td>
			<td>BP366-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Primers and Probes</td>
			<td>Integrated DNA Technologies, Inc.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Protease Inhibitor Mini tablets EDTA-Free</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>A32955</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Protein marker</td>
			<td>Fermentas</td>
			<td>26616</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RT-qPCR machine (QuantStudio 7 Flex)</td>
			<td>Applied Biosystems</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>S.O.C medium</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>15544034</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SARS-CoV-+A2:C442 synthetic RNA</td>
			<td>Twist Bioscience</td>
			<td>102024</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sf9 insect cells</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>A35243</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Chloride</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>S3014-1Kg</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>StrepTrap XT 5 mL</td>
			<td>Cytiva</td>
			<td>29401323</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetracycline</td>
			<td>IBI Scientific</td>
			<td>IB02200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tris Base Molecular Biology Grade</td>
			<td>Promega</td>
			<td>H5135</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tris-HCl</td>
			<td>Affymetrix</td>
			<td>22676</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tween 20</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>P1379-100ml</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>X-Gal</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>B1690</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

development of multiplex real-time rt-qpcr assays for the detection of sars-cov-2, influenza a/b, and mers-cov

Koronavirüs hastalığı 2019'a (COVID-19) neden olan şiddetli akut solunum sendromu koronavirüs 2 (SARS-CoV-2), genel halk sağlığı için ciddi bir tehdittir. Grip mevsimlerinde, SARS-CoV-2 ve diğer solunum yolu virüslerinin yayılması, yönetilmesi zor olan popülasyon çapında bir solunum yolu hastalığı yüküne neden olabilir. Bunun için, solunum yolu virüsleri SARS-CoV-2, Influenza A, Influenza B ve Orta Doğu solunum sendromu (MERS-CoV), özellikle duyarlı popülasyonlar, bulaşma şekli ve klinik sendromlar gibi benzer epidemiyolojik faktörleri paylaşan SARS-CoV-2, Influenza A ve Influenza B söz konusu olduğunda, önümüzdeki sonbahar ve kış mevsimlerinde dikkatle izlenmelidir. Hedefe özgü tahliller olmadan, benzerlikleri nedeniyle bu virüslerin vakaları arasında ayrım yapmak zor olabilir. Buna göre, bu viral hedefleri kolayca ayırt edebilen hassas ve hedefe yönelik bir multipleks tahlil, sağlık pratisyenleri için faydalı olacaktır. Bu çalışmada, SARS-CoV-2, İnfluenza A, İnfluenza B ve SARS-CoV-2, MERS-CoV'nin aynı anda tespiti için kurum içinde geliştirilen bir R3T tek adımlı RT-qPCR kitini kullanarak gerçek zamanlı bir ters transkriptaz-PCR tabanlı test geliştirdik. Sentetik RNA'larının en az 10 kopyasıyla, SARS-CoV-2, Influenza A, Influenza B ve MERS-CoV hedeflerini aynı anda %100 özgüllükle başarılı bir şekilde tanımlayabiliriz. Bu tahlilin doğru, güvenilir, basit, hassas ve spesifik olduğu bulunmuştur. Geliştirilen yöntem, hastanelerde, tıp merkezlerinde ve tanı laboratuvarlarında optimize edilmiş SARS-CoV-2, İnfluenza A, İnfluenza B ve SARS-CoV-2, MERS-CoV tanı testi olarak kullanılabileceği gibi araştırma amaçlı da kullanılabilir.

The pandemic of the ongoing coronavirus disease 2019 (COVID-19) is caused by the novel coronavirus known as the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2)1. Due to SAR-CoV-2&#39;s strong contagiousness and capacity for rapid transmission, the COVID-19 pandemic emerged in Wuhan City, China, and spread quickly throughout the world. This eventually led to the start of respiratory distress signs and even death2,3,4. COVID-19 has been declared a pandemic in more than 213 countries, expecting a steep increase in the number of confirmed cases, as evidenced by the papers published by different research studies3,5. COVID-19 is transmitted primarily by small respiratory droplets that infected individuals release into the environment and then get exposed to vulnerable individuals through inhalation or close contact with contaminated surfaces. When these droplets come into contact with the mucosa of the eyes, mouth, or nose, a person may become infected6. Statistics released by the World Health Organization (WHO) show that there have been more than 76 million confirmed cases of the pandemic worldwide, with a staggering 7 million deaths7. Thus, the United Nations classified the pandemic caused by COVID-19 disease as a disaster because of its direct impact on the lives of billions of people around the globe and had far-reaching economic, environmental, and social effects.
Public health initiatives including thorough testing, early detection, contact tracing, and case isolation have all been shown to be crucial in keeping this pandemic under control8,9,10,11. The winter months will increase the circulation of other respiratory viruses like Influenza A and B with COVID-19-like symptoms making it difficult to identify, track down, and isolate COVID-19 instances early on. Every year, Influenza A and B outbreak starts in the late fall or early January with a predictable seasonality12. Numerous epidemiological traits are shared by SARS-CoV-2 and Influenza viruses. Besides, sharing similarities in the susceptible populations which include children, the elderly, immunocompromised, and individuals with chronic comorbidities such as asthma, chronic obstructive pulmonary disease, cardiac and renal failure, or diabetes12,13. These viruses not only share vulnerable populations but also transmission routes of contact and respiratory droplets14. It is anticipated that patients may likely contract more than one of these respiratory viruses as flu season approaches14. For that, the screening of SARS-CoV-2 and the Influenza viruses needs to be done on symptomatic patients before they are isolated. Running separate tests for the three viruses (SARS-CoV-2, Influenza A, and Influenza B) is not possible due to the global lack of resources for nucleic acid extraction and diagnostics. In order to screen them all in one reaction, a method or test needs to be developed.
Middle East respiratory syndrome (MERS)-CoV is a human coronavirus (CoV) family member. The first MERS-CoV virus isolates came from a hospitalized patient in Saudi Arabia who had died in September 2012 due to acute respiratory issues15. There is evidence that suggests that a prominent reservoir host for MERS-CoV is dromedary camels. It has been proven that viruses from infected dromedary camels are zoonotic and thus can infect humans16,17. Humans infected with this virus can spread it to others through close contact18. As of January 26th,&#160;2018, there had been 2143 laboratory-confirmed cases of MERS-CoV infection including 750 deaths globally19. The most typical MERS-CoV symptoms are coughing, fever, and shortness of breath. MERS-CoV infections have also been reported to exhibit pneumonia, diarrhea and gastrointestinal sickness symptoms20. Currently, no commercial vaccine or specific treatment for MERS-CoV is available. Therefore, prompt and precise diagnosis is essential for preventing the widespread MERS-CoV outbreaks and differentiating MERS-CoV from SARS-CoV-2 disease.
To date, many approaches have been proposed to detect these viruses such as multiplex RT-PCR21,22,23,24,25, CRISPR/Cas1226,27, CRISPR/Cas928, and CRISPR/Cas329, lateral flow immunoassay30, paper-based biomolecular sensors31, SHERLOCK testing in one pot32, DNA aptamer33, loop-mediated isothermal amplification (LAMP)19,34, etc. Each of the aforementioned methods has unique benefits and drawbacks in terms of sensitivity and specificity. Among these methods, the nucleic acid amplification-based test: multiplex qRT-PCR, is the most common and is considered to be the gold standard for the diagnosis of SARS-CoV-2, Influenza A, Influenza B, and MERS-CoV.
In this study, we designed and assessed various primer combinations and probes for the effective, accurate, and simultaneous detection of SARS-CoV-2, Influenza A, Influenza B, and SARS-CoV-2, MERS-CoV utilizing standard twist synthetic viral RNAs. The multiplexed assays developed for either MERS-CoV or SARS-CoV-2 target genes are recommended by the World Health Organization (WHO). These genes generally encode proteins and complexes that contribute to the formation of a replication/transcription complex (RTC)35 such as the region within the open reading frame 1a (ORF1a) that is used for MERS-CoV assay. In addition, structural proteins are encoded by the genes utilized in diagnostic assays such as the upstream region of envelope gene (upE) and nucleocapsid gene (N) which are used for MERS-CoV and SARS-Cov-2 assays, respectively35,36. We used in-house R3T one-step RT-qPCR kit to establish the RT-qPCR for the detection of viruses37. Virus detection, sensitivity, specificity, and dynamic range of our R3T one-step RT-qPCR kit and primer sets were tested and evaluated using 10-fold serial dilutions of the standard twist synthetic RNAs. The lowest practical detection limit was approximately 10 transcripts copies per reaction. As a result, the in-house R3T one-step RT-qPCR kit and primer/probe sets can be successfully used and implemented for routine simultaneous diagnosis of SARS-CoV-2, Influenza A, Influenza B, and SARS-CoV-2, MERS-CoV.

Yazar Spotlight: Solunum Yolu Virüslerinin Multipleks Tespitindeki Gelişmeler 

SARS-CoV-2, Influenza A/B ve MERS-CoV'nin Tespiti için Multipleks Gerçek Zamanlı RT-qPCR Testlerinin Geliştirilmesi

Son yıllarda, PCR yaklaşımları 21,22,23,24,25 kullanılarak yaygın solunum yolu virüslerini saptamaya yönelik tanı yaklaşımında önemli ilerlemeler olmuştur. Bununla birlikte, bu gelişmelere rağmen, tek bir testte birden fazla virüsün tespit edilmesini sağlayan çoğullama yaklaşımı, özellikle RT-qPCR platformunda yaygın olarak uygulanmam...

Watch this Scientific Journal Video about Advancements in Multiplex Detection of Respiratory Viruses at JoVE.com

Yaygın solunum yolu virüsleri için iki prob tabanlı kurum içi tek adımlı RT-qPCR kiti sunuyoruz. İlk test SARS-CoV-2 (N), İnfluenza A (H1N1 ve H3N2) ve İnfluenza B içindir. İkincisi SARS-Cov-2 (N) ve MERS (UpE ve ORF1a) içindir. Bu testler herhangi bir özel laboratuvarda başarıyla uygulanabilir.

The severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) that causes Coronavirus disease 2019 (COVID-19) is a serious threat to the general ...

development-multiplex-real-time-rt-qpcr-assays-for-detection-sars-cov

Research

JoVE Journal

Biology

Development of Multiplex Real-Time RT-qPCR Assays for the Detection of SARS-CoV-2, Influenza A/B, and MERS-CoV

The severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) that causes Coronavirus disease 2019 (COVID-19) is a serious threat to the general public&#39;s health. During influenza seasons, the spread of SARS-CoV-2 and other respiratory viruses may cause a population-wide burden of respiratory disease that is difficult to manage. For that, the respiratory viruses SARS-CoV-2, Influenza A, Influenza B, and Middle East respiratory syndrome (MERS-CoV) will need to be carefully watched over in the upcoming fall and winter seasons, particularly in the case of SARS-CoV-2, Influenza A, and Influenza B, which share similar epidemiological factors like susceptible populations, mode of transmission, and clinical syndromes. Without target-specific assays, it can be challenging to differentiate among cases of these viruses owing to their similarities. Accordingly, a sensitive and targeted multiplex assay that can easily differentiate between these viral targets will be useful for healthcare practitioners. In this study, we developed a real-time reverse transcriptase-PCR-based assay utilizing an in-house developed R3T one-step RT-qPCR kit for simultaneous detection of SARS-CoV-2, Influenza A, Influenza B, and SARS-CoV-2, MERS-CoV. With as few as 10 copies of their synthetic RNAs, we can successfully identify SARS-CoV-2, Influenza A, Influenza B, and MERS-CoV targets simultaneously with 100% specificity. This assay is found to be accurate, reliable, simple, sensitive, and specific. The developed method can be used as an optimized SARS-CoV-2, Influenza A, Influenza B, and SARS-CoV-2, MERS-CoV diagnostic assay in hospitals, medical centers, and diagnostic laboratories as well as for research purposes.

We present two probe-based in-house one-step RT-qPCR kits for common respiratory viruses. The first assay is for SARS-CoV-2 (N), Influenza A (H1N1 and H3N2), and Influenza B. The second is for SARS-Cov-2 (N) and MERS (UpE and ORF1a). These assays can be successfully implemented in any specialized laboratory.

Biyoloji

Preparation and Testing of Multiplex R3T One-Step RT-qPCR Kit Components

To begin, prepare the 2X buffer for RT-qPCR in DNase/RNase free water. Store the buffer at minus 20 degrees Celsius until further use. Next, mix the primers and the probes in a 1.5 milliliter tube.Make up the volume with elution buffer. Then store the tube at minus 20 degrees Celsius. Prepare an enzyme mix with Taq polymerase and M-MLV RT in a 1.5 milliliter tube on ice.Make up the volume with Taq polymerase storage buffer. Now re-suspend the viral synthetic RNAs in separate tubes with 100 microliters of Tris-EDTA buffer to make stocks of 10 to the sixth RNA copies per microliter. To mix the virus stocks, add five microliters each of SARS-CoV-2 influenza A and B to 50 microliters of Tris-EDTA buffer.Similarly, mix SARS-CoV-2 and MERS-CoV to obtain a second viral mix. Dilute both mixtures tenfold to obtain a final dilution of 10 RNA copies per microliter. To each well of a 96-well plate, pipette 2X buffer, primer, enzyme, DNase/RNase free water, and the corresponding RNA mixtures.Seal the plate with an adhesive plate seal. Then centrifuge the plate for one minute to collect the liquid at the well bottom. Next, program the PCR machine to accept the fast 96-well block type with the experimental type set to standard curve.Set the reagents to TaqMan reagents and select standard run properties. Define the gene targets and the reporter dye. Then define the sample names for each reaction to be tested and assign targets and samples to the plate layout.Now, input the cycle program into the instrument. Transfer the plate to the real-time qPCR machine in the correct orientation and press run to initiate the cycle. Choose the file location to save the experimental data.Then examine the amplification plots provided by the qPCR program. The two developed kits were able to successfully amplify all three target genes simultaneously with as low as 10 RNA copies per reaction. The amplification efficiencies for all viral titrations were above 99%