Suppressing Primer-Driven Nonspecific Amplification in LAMP Using TrueLAMP

वायरस और बैक्टीरिया की आनुवंशिक सामग्री का पता लगाना आधुनिक चिकित्सा का एक आधार स्तंभ है, जो डॉक्टरों को संक्रमणों की तेजी से और सटीक पहचान करने में सक्षम बनाता है। ऐसा करने के लिए एक शक्तिशाली विधि है जिसे लूप-मीडिएटेड आइसोथर्मल एम्प्लीफिकेशन (Loop-mediated isothermal amplification), या LAMP कहा जाता है। पुराने तरीकों के विपरीत, जिन्हें नमूनों को बार-बार गर्म और ठंडा करने के लिए जटिल मशीनों की आवश्यकता होती है, LAMP एक एकल, स्थिर तापमान पर काम करता है, जिससे इसे बुनियादी उपकरणों के साथ सरल सेटिंग्स में चलाना संभव हो जाता है। यह प्रक्रिया डीएनए के छोटे स्ट्रैंड्स, जिन्हें प्राइमर (primers) कहा जाता है, का उपयोग एक विशिष्ट आनुवंशिक अनुक्रम को खोजने और उसकी नकल करने के लिए करती है, जिससे लक्षित सामग्री की एक सूक्ष्म मात्रा को एक विशाल मात्रा में बदल दिया जाता है जिसे आसानी से देखा जा सकता है। हालांकि, इस गति और सरलता के साथ एक जोखिम भी आता है: प्राइमर कभी-कभी गलत जगहों पर चिपक सकते हैं या अपने आप आपस में गुच्छे बना सकते हैं, जिससे लक्षित वायरस या बैक्टीरिया की उपस्थिति के बिना भी डीएनए की प्रतियां बन जाती हैं। ये गलत अलार्म, जिन्हें नॉनस्पेसिफिक एम्प्लीफिकेशन (nonspecific amplification) के रूप में जाना जाता है, गलत निदान का कारण बन सकते हैं, जो परीक्षण की विश्वसनीयता को कम करते हैं।

इस समस्या को हल करने के लिए, शोधकर्ताओं ने TrueLAMP नामक एक नया फॉर्मूलेशन विकसित किया। यह दृष्टिकोण मानक LAMP मिश्रण में एक विशिष्ट इनहिबिटर (inhibitor) जोड़ता है, जो एक ऐसा पदार्थ है जिसे प्राइमर को तब काम करने से रोकने के लिए डिज़ाइन किया गया है जब कोई लक्ष्य मौजूद न हो, जबकि यह लक्ष्य के मौजूद होने पर उन्हें पूरी तरह से काम करने की अनुमति देता है। अपने अध्ययन में, टीम ने इस नए मिश्रण का व्यापक रूप से परीक्षण किया। उन्होंने साठ-पाँच ऐसे परीक्षण किए जहाँ कोई आनुवंशिक सामग्री नहीं डाली गई थी, जिन्हें नो-टेम्पलेट कंट्रोल (no-template controls) के रूप में जाना जाता है, और उनमें से प्रत्येक नकारात्मक रहा। यह परिणाम इंगित करता है कि इनहिबिटर ने सफलतापूर्वक उन गलत अलार्मों को रोका जो अक्सर मानक पद्धति में बाधा बनते हैं। जब उन्होंने एक मॉडल का उपयोग करके SARS-CoV-2 वायरस और प्राइमर के एक विशिष्ट सेट के साथ सिस्टम का परीक्षण किया, तो TrueLAMP एक एकल प्रतिक्रिया में लक्षित आनुवंशिक सामग्री की केवल 250 प्रतियों का पता लगाने में सक्षम था, जिसमें सफलता की उच्च संभावना थी।

सटीकता के अलावा, यह नई विधि इस बात के व्यावहारिक लाभ भी प्रदान करती है कि परीक्षण को कैसे पढ़ा जाए। कई रैपिड टेस्ट में, सकारात्मक परिणाम का संकेत देने वाला रंग परिवर्तन फीका पड़ सकता है या बदल सकता है यदि प्रेक्षक बहुत देर तक प्रतीक्षा करता है, जिसके लिए सटीक और समय-संवेदनशील रीडिंग की आवश्यकता होती है। TrueLAMP के साथ, प्रतिक्रिया के अंत में रंग लंबे समय तक स्थिर रहता है, जिससे उपयोगकर्ताओं को परिणाम देखने के लिए एक बहुत विस्तृत विंडो मिलती है बिना इस बात की चिंता किए कि वे सही क्षण चूक जाएंगे। शोधकर्ताओं ने यह भी पुष्टि की कि इस परीक्षण को काम करने के लिए महंगे, विशेष उपकरणों की आवश्यकता नहीं है। उन्होंने कई स्थानों पर पाए जाने वाले सामान्य हीटिंग टूल्स का उपयोग करके प्रतिक्रियाओं को सफलतापूर्वक चलाया, जिसमें एक मानक किचन कन्वेक्शन ओवन, एक साधारण वॉटर बाथ और यहाँ तक कि एक टेम्परेचर-कंट्रोल्ड स्मार्ट मग भी शामिल था। यह सुनिश्चित करने के लिए कि निष्कर्ष केवल एक लैब या एक प्रकार के आनुवंशिक लक्ष्य तक सीमित नहीं हैं, दो अन्य प्रयोगशालाओं में स्वतंत्र टीमों ने अन्य स्रोतों से डीएनए सहित विभिन्न आनुवंशिक अनुक्रमों का उपयोग करके परीक्षणों को दोहराया। इन बाहरी मूल्यांकनों ने पुष्टि की कि इनहिबिटर ने लगातार नॉनस्पेसिफिक एम्प्लीफिकेशन को रोका जबकि लक्षित लक्ष्यों का पता लगाने की अनुमति दी। साथ मिलकर, ये परिणाम दर्शाते हैं कि TrueLAMP आइसोथर्मल टेस्टिंग को अधिक विश्वसनीय बनाने का एक सीधा तरीका प्रदान करता है, जो वर्कफ़्लो को सरल रखते हुए गलत पॉजिटिव (false positives) की संभावना को काफी कम करता है।