Как работи PCR тестът? Мистиката на COVID-19

От памучен тампон до положителен тест. В последните месеци PCR тестът се установи като най-сигурния метод за установяване на инфекция с COVID-19. Но какво се крие зад мистичните лабораторни изследвания? Как се извършва един PCR тест в детайли?

Най-общо, PCR тестът се състои от вземане на проба от горната част на гърлото, която се изследва за наличие на генетичен материал на вируса, причиняващ COVID-19. Тестът включва създаване на много копия на този генетичен материал, за да може да се докаже коронавирусна инфекция.

I Вземане на проба

Първата стъпка е вземане на проба от гърлото – там, където вирусът “вирее” в началото на инфекцията. Пробата се взема с 15-сантиметрова пръчица с памучен накрайник. Тя се вкарва дълбоко през носа или устата, докато достигне горната част на гърлото – неприятен процес, който може да причини и гадене. Внимателно се “остъргва” задната част на носоглътката, за да попадне достатъчно материал за изследване върху тампона. След изваждане, памучният тампон ще съдържа собствени клетки и секрети. При наличие на вирусна инфекция върху тампона ще присъстват също и цели вирусни частици. Пробата се запечатва и се изпраща в лаборатория, която да извърши PCR тест.

I Обработка на пробата

Обработката на пробата в лаборатория включва премахването на всички ненужни компоненти, които няма да бъдат изследвани с PCR тест. Това са човешките клетки от носоглътката и секретите им. Единствената “съставка”, която е нужна за PCR тест, са РНК молекули. Те се съдържат във всички живи клетки – човешки и бактериални. РНК молекулите присъстват и в SARS-CoV-2 – научното наименование на вируса-причинител на COVID-19. Тя съдържа цялата генетична информация на вируса – без нея той не може да заразява човешки клетки. Именно тази РНК молекула е частта от вируса, чрез която той ще бъде разпознат по време на PCR тест.

I Разпознаване на вируса

Обработената проба съдържа както РНК молекули от човешки клетки, така и вирусни такива, ако човекът е заразен с COVID-19. Необходимо е да се разграничат тези два вида РНК. Нужна е сигурност, че PCR тестът ще засече само и единствено присъствието (или отсъствието) на вирусна РНК. За тази цел към пробата се добавят малки парченца ДНК, наречени “праймери”. Тези парченца много прецизно се “залепят” върху точно определен ген от РНК на коронавируса. Този ген е уникален за коронавируса, който причинява COVID-19 – той не се среща в нито един друг организъм, дори и в други видове вируси.

Ако човек е инфектиран с друг вирус, например този на обикновения грип (инфлуенца), PCR тестът за COVID-19 няма да може да го разпознае, въпреки че в пробата присъстват грипни вирусни частици. Трябва да се направи друг PCR тест, специфичен за диагностика на обикновен грип.

Парченцата ДНК (праймерите) могат да разпознаят само и единствено ген, уникален за коронавируса. Ако върху памучния тампон не са попаднали коронавирусни частици, то тези праймери няма да успеят да се “залепят” за нищо.

I Време е за PCR!

РНК молекулите са с наноразмери – те не са забележими с просто око. Броят на РНК молекулите на коронавируса в пробата също е малък – той зависи единствено от това колко вирусни частици са попаднали върху памучния тампон. След това се прилага метод, чрез който се увеличава броят на РНК молекулите на коронавируса в пробата. Така може да се “види” дали наистина в нея присъства РНК на коронавируса. PCR изследването предоставя именно такава възможност.

RT-PCR (обратна транскриптазна полимеразна верижна реакция) е техника, чрез която може да се “копира” един единствен участък от РНК. Така се създадават милиарди, дори трилиони негови идентични копия.

“Копирната машина” в случая е специфичен ензим, наречен полимераза. Полимеразата се добавя към пробата ни и “копира” единствено коронавирусната РНК в участъка (гена), който e “залепен” с праймери от предишната стъпка. Така само от няколко първоначални копия на коронавирусния ген получаваме повече от трилион такива.

I Положителен или отрицателен PCR?

Дори и след копирането чрез PCR, участъкът в РНК е толкова малък, че даже трилион негови копия не могат да бъдат забелязани с просто око. Затова PCR реакцията съдържа специален таг, който флуоресцира (свети) по време на процеса на копиране.

I Резултат

Колкото повече копия на коронавирусния ген има в пробата, толкова по-силно свети този таг. Излъчената светлина може да се “види” и измери от специални машини.

Как се тълкуват резултатите? PCR тестът е положителен, когато машината “засече” флуоресценция (светене). Това означава, че коронавирусният ген присъства в пробата. От друга страна, PCR тестът е отрицателен, когато машината не успее да “засече” флуоресценция. В пробата не е имало коронавирусна РНК, следователно генът не се е копирал.

PCR тестът остава един от най-точните методи за доказване на инфекция с COVID-19. Именно поради уникалността на коронавирусната РНК, той позволява бързо и лесно разпознаване на вируса. Днешните методи правят възможно извършването на стотици подобни PCR „реакции“ едновременно.

Ваня Русева