Lateral flow devices can fast-track rabies virus genomic surveillance

يُعد داء الكلب مرضاً مرعباً يقتل الحيوانات والبشر الذين يصابون به في معظم الحالات، ولكنه أيضاً واحد من الأمراض الفيروسية القليلة التي يمكننا إيقافها تماماً باستخدام اللقاحات. ويكمن المفتاح لإيقافه في معرفة مكان تحرك الفيروس بدقة وكيفية انتشاره. وللقيام بذلك، يحتاج العلماء إلى النظر في الشفرة الوراثية للفيروس، وهي بمثابة دليل تعليمات فريد يعمل كبصمة لتتبع مساره من حيوان إلى آخر. ومع ذلك، فإن الحصول على هذه البصمات الوراثية أمر صعب للغاية في المناطق النائية. فعادةً ما يجب الإمساك بحيوان مريض، واستخراج أنسجة دماغه، والحفاظ على تلك الأنسجة مجمدة على الجليد أثناء انتقالها لأيام أو أساباء إلى مختبر عالي التقنية. وفي كثير من أنحاء العالم، يذوب الجليد، وتتلف الأنسجة، وتضيع المعلومات الوراثية قبل وصولها إلى العالم. وهذا التأخير يعني أنه بحلول الوقت الذي تصل فيه البيانات، قد يكون التفشي قد انتقل بالفعل، مما يترك المسؤولين غير قادرين على الاستجابة بسرعة كافية لإنقاذ الأرواح.

لقد وجد فريق من الباحثين في الفلبين والمملكة المتحدة طريقة لتجاوز هذا الكابوس اللوجستي باستخدام أداة موجودة بالفعل في العيادات الميدانية. فقد اكتشفوا أن الشرائط البلاستيكية البسيطة المستخدمة لتشخيص داء الكلب في الموقع يمكن أن تعمل أيضاً كحاوية للمادة الوراثية للفيروس. هذه الشرائط، المعروفة باسم أجهزة التدفق الجانبي، تعمل مثل اختبار الحمل: حيث يتم وضع عينة صغيرة من أنسجة الدماغ عند الطرف، وإذا كان الفيروس موجوداً، تظهر خطوط ملونة لتعطي نتيجة إيجابية. وقد أدرك الباحثون أن المادة المتبقية على الشريط، والتي تُلقى عادةً بعد الاختبار، لا تزال تحتوي على ما يكفي من الحمض النووي الريبوزي (RNA) للفيروس ليتم تسلسله. ومن خلال إعادة استخدام هذه الأجهزة المستبعدة، يمكنهم ربط التشخيص السريع مباشرة بالمراقبة الجينية دون الحاجة لجمع عينة ثانية، أو إبقائها مجمدة، أو انتظار انتقالها عبر البلاد.

ولاختبار هذه الفكرة، عمل الفريق في منطقة ميماروبا في الفلبين، وهي مجموعة متناثرة من الجزر التي عاود فيها داء الكلب الظهور مؤخراً. لقد جمعوا عينات دماغ من مئات الحيوانات، معظمها كلاب، واختبروها باستخدام الشرائط السريعة. ووجدوا أن هذه الشرائط كانت دقيقة للغاية، حيث حددت وجود الفيروس بدقة في جميع الحالات التي كان موجوداً فيها ولم تعطِ أي إنذار كاذب أبداً. والأهم من ذلك، أنهم أخذوا الشرائط المستخدمة وخزنوها في ظروف تحاكي الواقع الحامي والرطب في الميدان، حيث تركوها أحياناً في درجة حرارة الغرفة أو حتى في ظروف أكثر دفئاً لمدة تصل إلى ثلاثة أسابيع. وعندما استخرجوا المادة الوراثية من هذه الشرائط لاحقاً، وجدوا أنه لا يزال بإمكانهم قراءة الجينوم الخاص بالفيروس بشكل شبه كامل. لقد صمدت الشرائط بشكل ملحوظ، مما سمح للعلماء بإعادة بناء الشفرة الوراثية الكاملة للفيروس حتى بعد تخزينها لأسابيع دون تبريد.

وقارن الباحثون هذه الشرائط بطريقة أخرى شائعة لحفظ العينات، تتضمن نقع الأنسجة في بطاقات مصممة لتجفيف وتثبيت المادة الوراية. وبينما نجحت كلتا الطريقتين، إلا أن الشرائط قدمت ميزة متميزة لأنها لم تتطلب خطوات إضافية. فمع البطاقات، يجب على العامل وضع الأنسجة بعناية، والانتظار حتى تجف، ثم ثقب دائرة صغيرة من البطاقة لإرسالها إلى المختبر. أما مع الشرائط، فالاختبار قد تم بالفعل؛ وبمجرد قراءة النتيجة، يتم وضع الجهاز ببساطة في كيس وإرساله بعيداً. وأظهرت الدراسة أنه خلال الأسابيع الثلاثة الأولى من الجمع، وفرت الشرائط بيانات جينية مفيدة تماماً مثل الأنسجة الطازجة أو البطاقات الخاصة. وبعد تلك الفترة، بدأت جودة البيانات الجينية في التراجع، لكن فترة الثلاثة أسابيع غالباً ما تكون كافية لنقل العينات من جزيرة نائية إلى مختبر مركزي.

لا يعني هذا النهج أن الطرق القديمة في الاختبار أصبحت عتيقة، ولا أنه يلغي الحاجة إلى المختبرات المتخصصة. فالشرائط السريعة هي أداة فحص، ولا تزال النتائج الإيجابية تحتاج إلى تأكيد بواسطة اختبار "المعيار الذهبي" في المختبر. ومع ذلك، فإن سير العمل الجديد هذا يزيل عقبة رئيسية. في الماضي، كان يستغرق وصول العينات من هذه الجزر في المتوسط اثني عشر يوماً لمجرد الحصول على تشخيص مؤكد، وأشهر للحصول على البيانات الجينية. وباستخدام الشرائط كاختبار وكحاوية للعينة في آن واحد، يمكن تقليص الوقت بين الإمساك بالحيوان والحصول على البيانات الجينية بشكل كبير. ووجد الباحثون أنه في دراستهم، انخفض الوقت من الاختبار الأولي إلى النتيجة الجينية النهائية بشكل كبير مع تحسين عملية العمل، حيث تم تسلسل أسرع الحالات في أقل من شهرين.

كما بحثت الدراسة في مدى تغير الشفرة الوراية اعتماداً على كيفية تخزين العينة. ووجدوا أن التسلسلات الجينية التي تم الحصول عليها من الشرائط كانت متطابقة تقريباً مع تلك المستخرجة من الأنسجة الطازجة، مع وجود اختلافات طفيفة وغير مؤثرة لم تؤثر على القدرة على تتبع الفيروس. وهذا يعني أن البيانات الناتجة عن هذه الشرائط المستبعدة موثوقة بما يكفي لتخبر العلماء بالضبط أي سلالة من داء الكلب هي المنتشرة ومن أين أتت. وأقر الفريق بأن هذه الطريقة تعمل بشكل أفضل ضمن إطار زمني محدد وأن الشرائط المستخدمة كانت من علامة تجارية معينة، لكن النتيجة الأساسية قوية: وهي أن المنتج الثانوي لاختبار تشخيصي يمكن أن يصبح أهم عينة لتتبع فيروس قاتل.

من خلال تحويل اختبار مستهلك إلى عينة متينة، يقدم هذا البحث حلاً عملياً للأماكن التي تكون فيها سلاسل التبريد غير موثوقة والنقل بطيئاً. فهو يسمح للعاملين في مجال الصحة في القرى النائية بالمساهمة في المراقبة العالمية دون الحاجة إلى معدات خاصة أو تدريب. والفيروس، بمجرد اكتشافه، لم يعد مجرد تشخيص؛ بل يصبح نقطة بيانات يمكن تحليلها فوراً. هذا التحول البسيط في كيفية التعامل مع العينات يمكن أن يغير سرعة ومدى نطاق السيطرة على داء الكلب، محولاً العملية من عملية بطيئة ورد فعل إلى دفاع استباقي سريع يواكب سرعة الفيروس نفسه.