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Wie ein einzelner Bluttest Ihre gesamte Virusinfektionsgeschichte identifizieren könnte
Forscher haben einen "One-Stop-Shop" für die Diagnose von Infektionen geschaffen - einen Test, der die gesamte Virusgeschichte eines Patienten durch Scannen eines einzigen Blutstropfens bestimmen kann.
VirScan kann vergangene und gegenwärtige Viren im Blut einer Person lokalisieren, indem es die Peptide identifiziert, an die antivirale Antikörper binden.
Der Test namens VirScan wurde von Stephen Elledge und Kollegen vom Howard Hughes Medical Institute (HHMI) entwickelt.
"Wir haben eine Screening-Methode entwickelt, die im Grunde genommen in den [Blut-] Seren der Menschen zurückblickt und sieht, welche Viren sie erlebt haben", erklärt Elledge. "Anstatt auf einen einzelnen Virus gleichzeitig zu testen, was arbeitsintensiv ist, können wir alle diese auf einmal testen. Es ist One-Stop-Shopping."
Das Team erläutert, wie VirScan in einer neuen Studie funktioniert, die in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Wissenschaft, in denen sie auch zeigen, wie der Test durchgeführt wurde, wenn er an Blutproben von mehr als 500 Teilnehmern, die mit bestimmten Viren infiziert waren, getestet wurde.
Elledge und Kollegen synthetisierten mehr als 93.000 kurze Abschnitte der DNA, um den Test zu erstellen, wobei jeder Abschnitt verschiedene Teile von viralen Proteinen, genannt Peptide, codierte.
Als nächstes führte das Team die DNA-Abschnitte in Bakteriophagen ein - Viren, die in Bakterienzellen eindringen und diese infizieren. Jeder Bakteriophage wurde mit einem Peptid geformt, wobei das Peptid auf der Oberfläche des Bakteriophagen angezeigt wurde.
Zusammen zeigen die Bakteriophagen alle Proteinsequenzen, die in den mehr als 1000 derzeit bekannten menschlichen Virenvorkommen vorhanden sind.
VirScan erklärt, wie VirScan Viren in Blutproben identifiziert, und stellen fest, dass antivirale Antikörper im Blut einzigartige Eigenschaften erkennen, die als Epitope bekannt sind und in Peptiden auf der Oberfläche jedes Bakteriophagen gefunden werden. Wenn die Bakteriophagen mit einer Blutprobe kombiniert werden, identifizieren und binden Antikörper im Blut diese Epitope.
Die Forscher sammeln dann diese Antikörper und entsorgen alles außer den Bakteriophagen, an denen sie befestigt sind.
Durch die DNA-Sequenzierung dieser Bakteriophagen ist das Team in der Lage, die Peptide zu identifizieren, an denen die Antikörper kloniert sind, und zeigt auf, welche Viren das Immunsystem eines Individuums bereits durchgemacht hat, sei es durch Infektion oder Impfung.
Virclean wird voraussichtlich etwa 2-3 Tage brauchen, um 100 Blutproben zu analysieren, sagt Elledge, obwohl er sich sicher ist, dass diese Verarbeitungszeit erhöht werden kann, je mehr der Test entwickelt wird. Es würde etwa 25 Dollar kosten, eine Blutprobe zu analysieren.
Der Test zeigte eine hohe Empfindlichkeit und Spezifität
Die Forscher testeten VirScan an den Blutproben von 569 Menschen aus den USA, Südafrika, Thailand und Peru, von denen bekannt war, dass sie mit bestimmten Viren infiziert waren, darunter das Humane Immundefizienzvirus (HIV) und Hepatitis C.
Insgesamt analysierte VirScan rund 100 Millionen mögliche Wechselwirkungen zwischen Antikörpern und Epitopen aus den Blutproben, wobei der Test laut Team sehr genaue Ergebnisse erbrachte. Elledge sagt:
"Wir waren im Sensitivitätsbereich von 95-100% für [HIV und Hepatitis C], und die Spezifität war gut - wir haben nicht falsch Personen identifiziert, die negativ waren. Das gab uns das Vertrauen, dass wir andere Viren entdecken konnten und wann Wir haben sie gesehen, wir würden wissen, dass sie echt sind. "
Das Team fand heraus, dass jeder einzelne in der Studie eingeschlossene Mensch durchschnittlich 10 verschiedene Viren hatte, wobei Menschen in Südafrika, Peru und Thailand Antikörper gegen mehr Viren besaßen als in den USA.
Darüber hinaus fanden sie, dass Erwachsene Antikörper gegen mehr Viren als Kinder besaßen, und Personen mit HIV hatten Antikörper gegen mehr Viren als solche ohne HIV.
Das vielleicht überraschendste Ergebnis war jedoch, dass die Antikörperreaktionen gegen bestimmte Viren in jedem Individuum ähnlich waren; die Antikörper verschiedener Menschen erkannten genau die gleichen Aminosäuren, die in den Peptiden spezifischer Viren vorhanden sind.
Die Forscher sind zuversichtlich, dass VirScan eine effektive Alternative zu bestehenden Virustestmethoden sein kann, die nacheinander nach bestimmten Viren testen.
Da der Test die Virenhistorie einer Person bestimmen kann, ist das Team der Ansicht, dass es das Potenzial bietet, gesundheitsgefährdende Faktoren aufzudecken, die möglicherweise übersehen wurden. Der Test bietet auch die Möglichkeit, Virusinfektionen in großen Populationen zu untersuchen und zu vergleichen, und möglicherweise sogar Auswirkungen auf das Impfstoffdesign.
Ihre Studie, so die Forscher, habe ihnen geholfen, die Genauigkeit von VirScan zu verbessern, und sie hoffen, dass es mit mehr Forschung weiter verbessert wird.
Der Ansatz, mit dem VirScan erstellt wurde, könnte auch zur Identifizierung anderer Antikörper verwendet werden, wie zum Beispiel bei Autoimmunerkrankungen, bei denen das Immunsystem das gesunde Gewebe des Körpers angreift.
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