Detectie van het coronavirus: wat is een PCR-test?
In het artikel van vandaag gaan we het over een PCR-test hebben. De afgelopen dagen ging het op elk mediakanaal over detectiekits voor COVID-19. In Spanje was er een recente controverse nadat de regering meer dan 50.000 tests had gekocht die onbetrouwbaar bleken te zijn.
Dit is ook in andere landen gebeurd en het financiële verlies was aanzienlijk. Hierdoor is het essentieel geworden om na te denken over de juiste manier om geïnfecteerde patiënten op te sporen. Wat is dus een PCR-test?
Velen van ons zullen hebben gehoord dat “de PCR de meest complete en betrouwbare methode is.” Het hoge slagingspercentage en de minimale false positives hebben ertoe geleid dat de Wereldgezondheidsorganisatie (Spaanse link) het zelfs als primaire detectiemethode heeft aanbevolen.
Verschillende artikelen hebben verschillende methoden besproken om dit virus te detecteren. Vandaag wilden we echter van de gelegenheid gebruik maken om je in detail te laten zien wat een PCR-test is en hoe deze werkt. Blijf lezen en ontdek er meer over!
Sequentiebepaling van de vijand
Sinds de ontdekking van COVID-19 is de sequentiebepaling van het genoom van het virus van vitaal belang. Het coronavirus (COVID-19) is een virus dat één enkele RNA-streng bevat. Het wordt op zijn beurt als enkelstrengs RNA-positief geclassificeerd. DNA en RNA zijn de meest betrouwbare ‘vingerafdrukken’ die een organisme kan laten zien.
De volgorde van de nucleotiden die het vormen, geeft de identiteit van het individu weg, en er zijn veel gemeenschappelijke regio’s voor soorten en organismen.
Aangezien het uit één informatiestreng bestaat, is de aanwezigheid van coronavirus-RNA in het organisme ondubbelzinnig. Als het aanwezig is in het monster van de patiënt, dan is hij of zij besmet.
Het is daarom van vitaal belang om het genoom van dit virus na zijn ontdekking te bepalen. Gelukkig werd het eerste monster op 11 januari gegenotypeerd en in feite kun je het zelf zien (Engelse link) op de website van het National Center for Biotechnology Information.
Dat amalgaam van letters dat je kunt zien, komt overeen met de volgorde van de nucleotiden van de RNA-keten van het virus. Elk nucleotide bevat een stikstofbase die met de weergegeven letter overeenkomt:
- Adenine (A)
- Guanine (g)
- Cytosine (c)
- In het geval van RNA, uracil (u)
- In het geval van DNA, thymine (t)
Gezien wat we eerder over RNA zeiden, zal het je dus misschien verbazen om geen enkele (u) in het genoom van het coronavirus te zien. Er is echter een reden voor en we zullen dit verderop in dit artikel gedetailleerd uitleggen.
Misschien ook interessant om te lezen:
WHO: coronavirus niet via de lucht overdraagbaar
Een PCR-test detecteert de indringer
PCR is de meest aanbevolen detectiemethode voor COVID-19 door de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO). Zodra wetenschappers een sequentiebepaling van het virus hebben gemaakt, speelt de effectiviteit van de PCR-test een rol.
Deze techniek (Spaanse link), die dateert uit de jaren ’80 en staat voor Polymerase Chain Reaction-test, heeft tot doel het DNA in een monster te versterken. Ja, hier ligt de eerste sluwheid van het virus: het coronavirus heeft geen DNA, het heeft RNA.
We hebben dus een nog geavanceerdere techniek nodig: RT-PCR, die het RNA van het virus in DNA omzet. Om deze reactie uit te voeren, is een enzym genaamd reverse transcriptase essentieel. Het proces is als volgt:
- Uit het monster van de patiënt kan het reverse transcriptase-enzym het virus-RNA ‘identificeren’.
- Met nucleotiden in het reactiemengsel zal het enzym transcriptase in staat zijn om een DNA-streng te genereren die complementair is aan het RNA van het virus. We kunnen dit enzym als een werker zien. Met de kaart van het RNA van het virus en de beschikbare nucleotiden genereert het vervolgens een nieuwe streng, in dit geval DNA.
- Hier komt het enzym polymerase in het spel en treedt normale PCR op. Kortom, het enzym polymerase is een andere werker. Samen met de beschikbare nucleotiden kan dit duizenden kopieën van de getransformeerde DNA-streng opleveren.
- Wetenschappers kunnen dit geamplificeerde DNA aan verschillende technieken onderwerpen om erachter te komen of het met het genotype van het coronavirus overeenkomt of niet.
De identiteit onthullen
Als het DNA eenmaal is geamplificeerd, zijn er meerdere technieken om het aan een virus of organisme toe te wijzen. Een van de eenvoudigste is agarosegel-elektroforese. We zullen dit als een eenvoudiger voorbeeld gebruiken, maar er zijn geavanceerde sequencers die dit werk doen.
De DNA-fragmenten hebben een negatieve elektrische lading. Hierdoor en door een elektrische stroom aan te brengen in een doos met agarosegel, bewegen de verschillende fragmenten langs de gel, terwijl ze door de positieve pool aangetrokken worden.
We kunnen dit als een race zien: de lichtere DNA-fragmenten arriveren het eerst en de zwaardere bereiken het pas halverwege. Dit is de sleutel tot detectie: banden worden op verschillende afstanden in de gel gevormd.
Om een hypothetisch voorbeeld te geven: als een moeder en een kind meerdere identieke DNA-fragmenten hebben, dan zouden de agarosegels van de twee hetzelfde patroon moeten vertonen, wat hun genetische relatie bevestigt.
Het is duidelijk dat detectiemethoden voor het coronavirus geavanceerder zijn dan het getoonde voorbeeld, maar we hopen dat deze uitleg het een beetje gemakkelijker zal maken om te begrijpen hoe een PCR-test werkt en wat zijn essentiële rol is bij het detecteren van ziekten.
