Suppressing Primer-Driven Nonspecific Amplification in LAMP Using TrueLAMP

Het detecteren van het genetisch materiaal van virussen en bacteriën is een hoeksteen van de moderne geneeskunde, waardoor artsen infecties snel en nauwkeurig kunnen identificeren. Een krachtige methode hiervoor is Loop-mediated isothermal amplification, of LAMP. In tegen tegenstelling tot oudere technieken die complexe machines vereisen om monsters herhaaldelijk te verwarmen en af te koelen, werkt LAMP op één constante temperatuur, waardoor het mogelijk is om tests uit te voeren in eenvoudige omgevingen met basisapparatuur. Het proces gebruikt korte strengen DNA, bekend als primers, om een specifieke genetische sequentie te vinden en te kopiëren, waarbij een minuscule hoeveelheid doelmateriaal wordt omgezet in een enorme hoeveelheid die gemakkelijk zichtbaar kan worden gemaakt. Deze snelheid en eenvoud gaan echter gepaard met een risico: de primers kunnen soms op de verkeerde plaatsen blijven plakken of op zichzelf klonteren, waardoor er kopieën van DNA worden gemaakt zelfs wanneer het doelvirus of de bacterie niet aanwezig is. Deze valse alarmen, bekend als niet-specifieke amplificatie, kunnen leiden tot onjuiste diagnoses, wat de betrouwbaarheid van de test ondermijnt.

Om dit probleem op te lossen, hebben onderzoekers een nieuwe formulering ontwikkeld genaamd TrueLAMP. Deze aanpak voegt een specifieke inhibitor toe aan het standaard LAMP-mengsel, een stof die ontworpen is om de primers te stoppen met acteren wanneer het doel niet aanwezig is, terwijl ze nog steeds perfect kunnen werken wanneer het doel er wel is. In hun studie heeft het team dit nieuwe mengsel uitgebreid getest. Ze voerden zestig-vijf tests uit waarbij helemaal geen genetisch materiaal werd toegevoegd, ook wel no-template controls genoemd, en elk van deze tests bleef negatief. Dit resultaat geeft aan dat de inhibitor erin slaagde de valse alarmen te voorkomen die de standaardmethode vaak teisteren. Wanneer zij het systeem testten met behulp van een model gebaseerd op het SARS-CoV-2-virus en een specifieke set primers, was TrueLAMP in staat om slechts 250 kopieën van het genetische doel in een enkele reactie te detecteren, met een hoge slaagkans.

Naast nauwkeurigheid biedt de nieuwe methode praktische voordelen voor de manier waarop de test wordt afgelezen. Bij veel snelle tests kan de kleurverandering die een positieve uitslag aangeeft vervagen of verschuiven als de waarnemer te lang wacht, wat een precieze en tijdsgevoelige aflezing vereist. Met TrueLAMP blijft de kleur aan het einde van de reactie lange tijd stabiel, waardoor gebruikers een veel bredere tijdspanne hebben om de resultaten te controleren zonder zich zorgen te maken over het missen van het juiste moment. De onderzoekers bevestigden ook dat de test geen dure, gespecialiseerde instrumenten nodig heeft om te werken. Ze voerden de reacties succesvol uit met veelvoorkomende verwarmingstools die op veel plaatsen te vinden zijn, waaronder een standaard keukenconvectie-oven, een eenvoudig waterbad en zelfs een temperatuurgecontroleerde slimme mok. Om te waarborgen dat de bevindingen niet beperkt waren tot één laboratorium of één type genetisch doelwit, herhaalden onafhankelijke teams in twee andere laboratoria de tests met verschillende genetische sequenties, inclusief DNA uit andere bronnen. Deze externe evaluaties bevestigden dat de inhibitor consistent niet-specifieke amplificatie stopte terwijl het de beoogde doelwitten detecteerde. Samen laten deze resultaten zien dat TrueLAMP een eenvoudige manier biedt om isotherme testen betrouwbaarder te maken, waarbij de workflow simpel blijft terwijl de kans op fout-positieven aanzienlijk wordt verminderd.