ATLANTA — İki yıl önce pandemi vurduğunda, Amerika Birleşik Devletleri ciddi bir güvenilir Covid-19 testi sıkıntısıyla karşı karşıya kaldı. Sağlık uzmanlarını ve halkı koronavirüsün yayılmasına karşı kör eden ve patojenin kontrolsüz bir şekilde tüm ülkeye yayılmasına izin veren, ülkenin ilk büyük pandemi başarısızlığıydı. Ve 2020’nin büyük bir bölümünde, test yaptırmak için sadece sürüntü almak için saatler ve sonuçlar için bir hafta veya daha uzun süre beklemek gerekiyordu.
Şimdi, her ay yüz milyonlarca hızlı, evde test Amerikan pazarına akıyor. Federal hükümet ücretsiz testler gönderiyor, Amerikalılar sosyal medyada svap tüyoları alıp satıyor ve çocuklar okuldaki toplama tüplerine tükürüyor.
Tıptaki en parlak gelişmeler tipik olarak tedavileri ve tedavileri içerir, ancak pandemi, teşhisin önemi konusunda bir vaka çalışması olmuştur. Hastalığa karşı ilk savunma hattımız budur: Emory Üniversitesi’nde araştırma yönetiminden sorumlu başkan yardımcısı Robert Nobles, “Erken bilmek, hızlı bilmek ve bu konuda bir şeyler yapmak” dedi.
Son iki yılda Emory ve diğer Atlanta kurumlarından bir grup araştırmacı, Ulusal Sağlık Enstitüleri ve diğer Atlanta enstitüleriyle birlikte çalışarak Covid testlerinin Amerikalıların eline geçmesinde önemli, ancak büyük ölçüde gizli bir rol oynadı. Gıda ve İlaç İdaresi.
“Bu testler işe yarıyor mu?” Emory ve Georgia Institute of Technology’de pediatrik hematolog ve biyomühendis olan Dr. Wilbur Lam dedi. “Aslında, testleri test ediyoruz.”
Dr. Lam ve 200’den fazla meslektaşı – doktorlar, mühendisler, biyokimyacılar ve daha fazlası – yeni testlerin geliştirilmesini hızlandırmak ve mevcut ürünlerin yeni varyantların alfabesini algılayabilmesini sağlamak için gece geç saatlerde ve sabahın erken saatlerinde çalıştı, Omicron dahil.
NIH Ulusal Biyomedikal Görüntüleme ve Biyomühendislik Enstitüsü müdürü Bruce Tromberg, Atlanta ekibinin “kesinlikle kahramanca davrandığını” söyledi.
Özellikle ortalama bir tüketici tarafından kullanılmak üzere tasarlananlar olmak üzere yeni testler geliştirmek zor ve Atlanta ekibinin yaptığı çalışma, bunu doğru yapmak için ne kadar titiz araştırma gerektiğini gösteriyor. Ekibin çalışması ayrıca gelecekteki pandemilere daha iyi hazırlanmamıza ve her türlü hastalık için evde yeni bir teşhis çağını başlatmamıza yardımcı olabilecek bir model sunuyor.
“Pandemi yoluyla bulduğumuz ve aciliyetten yarattığımız şey, bu teknolojilerin çoğunu tarif etmeyi sevdiğimiz şeylerden hareket ettirmek için yeni bir mekanizmadır. çok daha hızlı bir şekilde masa üstünden başucuna kadar karatahta olarak,” dedi Dr. Tromberg.
Sarah Hernandez, Emory Üniversitesi’ndeki Wagoner Laboratuvarı’ndaki bir biyogüvenlik kabininde PCR testi ve dizileme için numune hazırlamaya başlar. Kredi… The New York Times için Johnathon Kelso
İlk testler
Yağmurlu bir Şubat sabahı, 15 yaşındaki Simeon Shelton, Atlanta’daki bir kilisenin otoparkında annesinin arabasına oturdu, sıkışık ve ağrılı hissediyordu. Standart bir PCR testi için arabadan geçiş test alanına gelmişti, ancak bir araştırmacı bir soruyla yaklaştığında ilgisini çekti: Bilim adamlarının yeni bir Covid testini değerlendirmesine yardımcı olmak ister mi?
Simeon yardım etmeye can atıyordu. Böylece, kucağındaki bir tepsiye yerleştirilmiş bir burun çubuğu, plastik bir test kartuşu ve sıvı dolu bir test tüpü ile yolcu koltuğuna oturdu. Talimatları okudu ve çubuğu her bir burun deliğine dikkatlice döndürdü. “Her şeyi berbat edeceğim için biraz gergindim,” dedi birkaç dakika sonra.
Ancak pencerenin dışında duran araştırmacıya talimatların uygulanmasının kolay olduğunu ve 15 dakika içinde sonuçların olumsuz olduğunu söyledi.
Eczane raflarında daha fazla Covid testi yaptırmaya yönelik koordineli bir federal çabanın parçası olan çalışma, FDA’nın halihazırda yurtdışında bulunan ürünü yetkilendirip onaylamama konusunda karar vermesine yardımcı olacak.
“Amaç bu testleri Amerikan pazarına getirmek,” dedi Dr. Lam. “Ama önce Atlanta’da bir pit stop var.”
Dr. Lam, siyah çerçeveli gözlükleri ve girdiği her odayı dolduran genç bir enerjisiyle hafif ve canlı. Dr. Lam yüksek lisans okulundayken, oğlunun korkunç kulak enfeksiyonları onu ve bir meslektaşını, ebeveynlerin çocuklarının kulak zarlarının fotoğraflarını çekmesine ve doktorların enfeksiyonları uzaktan teşhis etmesine olanak tanıyan bir akıllı telefon eklentisi icat etmeye teşvik etti.
2018’de Dr. Lam, diğer iki meslektaşıyla birlikte bir tanı araştırma merkezi kurdu: Georgia Tech’te bir mühendis olan Oliver Brand ve bir mühendis olan Dr. Greg Martin. Emory’de göğüs hastalıkları uzmanı ve yoğun bakım doktoru. Atlanta Microsystems Engineered Point-of-Care Teknolojileri Merkezi’nin misyonu, şirketlere, bilim adamlarına ve mucitlere laboratuvar dışında kullanılabilecek yüksek teknolojili teşhis cihazları geliştirmelerinde yardımcı olmaktı.
Emory Üniversitesi’ndeki bir klinik patoloji laboratuvarında bir BinaxNOW Covid testi. Kredi… The New York Times için Johnathon Kelso
Soldan: Oliver Brand, Dr. Wilbur Lam ve Dr. Greg Martin, birlikte Atlanta Microsystems Engineered Point-of-Care Teknolojileri Merkezi’ni kurdu. Kredi… The New York Times için Johnathon Kelso
NIH tarafından finanse edilen merkez – Emory, Georgia Tech ve Atlanta Çocuk Sağlığı arasında bir işbirliği – Covid geldiğinde ancak bir yıl açıktı. Dr. Lam, “Sanırım o zaman denemek ve yardım etmek için benzersiz bir şekilde uygunduk” dedi.
Atlanta araştırmacılarıyla yakın işbirliği içinde çalışan NIH de öyle düşündü. Bu nedenle ajans, Atlanta merkezini 2020 baharında oluşturulan yeni bir NIH girişiminde kilit bir rol oynamak için görevlendirdi: Teşhisin Hızlı Hızlandırılması programı veya Covid test geliştiricilerinin hızla iyileştirmesine, ticarileştirmesine ve ölçeklendirmesine yardımcı olmak için tasarlanan RADx onların ürünleri.
Yüzlerce başvuru yağdı. RADx’in test geliştirme kolunu yöneten Dr. Tromberg, “Bütün bu insanlara ‘Bu harika fikrimiz var, bize para verin’ diyorsun” dedi. “Gerçekten işe yarayıp yaramadığını nasıl anlarsınız?”
Atlanta ekibine bu soruyu yanıtlama görevi verildi.
Yakın bir öğleden sonra, Emory virologları Leda Bassit ve Anuradha Rao, ikinci kattaki sessiz bir laboratuvarda süreci gösterdiler. Pandeminin ilk günlerinde kadınlar, Biyogüvenlik Seviye 3 laboratuvarında, kişisel koruyucu donanıma bürünerek, canlı koronavirüs yetiştirerek ve testleri test etmek için kullanarak geçen birçok gün boyunca hızlı bir dostluk kurmuşlardı. Dr. Bassit, “BSL-3’te çok çalıştık” dedi. “Saatler ve saatler harcadı.”
Ancak son iki yılda ekip, eksi 80 santigrat derecede muhafaza edilen, sıra sıra buzla kaplı aletlerin bulunduğu küçük, penceresiz bir oda olan bodrum katındaki “dondurucu çiftliğinde” on binlerce hasta örneğini topladı. ve adını Marvel evrenindeki veya televizyon programı “Schitt’s Creek”teki karakterlerden alıyor.
Şimdi, bilim adamları genellikle soğuk hava patlamasıyla “Wolverine” veya “David Rose”dan alınan hasta örneklerinden yüksek konsantrasyonlu viral bulamaçlar yapıyorlar.
Tek bir ürünün hassasiyetini değerlendirmek için, tüketicilerin alacağı bileşenleri kullanarak ve aynı talimatları izleyerek, çeşitli konsantrasyonlarda viral örneklerle test ederler.
Dr. Bassit, eldivenli bir elinde burun sürüntüsü, diğerinde pipet tutan, küçük mavi bir test tüpünden biraz konsantre viral solüsyon çekti ve nazikçe sürüntünün üzerine attı. Swabı, sıvı tampon içeren bir tüpte döndürdü, ardından tüpe ince bir test şeridi ekleyerek swabın yanına yerleştirdi. Dakikalar içinde şeritte iki pembe çizgi parladı: Olumluydu.
Bilim adamları bu işlemi tekrar tekrar, bazen ürün başına 75 veya 80 kez, her sonucu fotoğraflayıp günlüğe kaydederek tekrarladılar. En hassas testler, virüs çok seyreltikken bile pozitif çıktı; daha az duyarlı olanlar virüsü yalnızca en yüksek konsantrasyonlarda tespit etti.
Laboratuvar tezgahının ötesinde
Atlanta Center for Microsystems Engineered Point-of- Care Technologies, şehirdeki bir arabadan geçiş test sahasında çalışma gönüllülerini kaydettiriyor. Kredi… The New York Times için Johnathon Kelso
Laboratuvarda iyi performans gösteren ürünler, insanların ekstra numune sağlamak için gönüllü olabileceği yağmurlu kilise otoparkı gibi yerel Covid test alanlarında değerlendirildi. Dr. Lam, “Ve test du jour ne olursa olsun test ederdik,” dedi.
Tüm testler ertelenmedi; örneğin, bazı tükürük testleri birçok gerçek dünya enfeksiyonunu gözden kaçırdı. Atlanta RADx çabalarından sorumlu işletme görevlisi Julie Sullivan, “Daha sonra, güzel çalışan bir nazal numune tipine döndüler” dedi.
Araştırmacılar ayrıca her ürünün kullanım kolaylığını değerlendirdi. Georgia Tech’s HomeLab’ın genel müdürü Sarah Farmer, “Hiçbir şeyin çok fazla güç gerektirmediğinden emin olmak istiyorsunuz, kavramanın ve kavramanın kolay olduğundan emin olun” dedi. “Mümkünse kolaylaştıralım, mümkünse adımları azaltalım.”
Hızlı bir antijen testi yapan Maryland merkezli bir şirket olan Maxim Biomedical, araştırmacıların, kullanıcıların sıvı dolu, yuvarlak tabanlı tüpü masaya koyamadıklarını fark etmesinin ardından bir test tüpü standı ekledi. Şirketin baş işletme görevlisi Jonathan Maa, “Onların verileri, testin geliştirilmesinde ve optimizasyonunda büyük rol oynadı” dedi. (Şirket, öğrendiklerini diğer tüketici dostu testler tasarlamak için kullanmayı umuyor.)
Hızla büyütülebilecek testleri belirlemek için, araştırmacılar ayrıca her testin “teknolojiye hazır olma durumunu” değerlendirdi. Aksi takdirde umut vadeden bazı nefes tabanlı cihazlar bu ölçümde kötü performans gösterdi. Dr. Martin, “Onlara baktığımızda gerçekten başarılı olacak kadar olgun değillerdi” dedi.
Ayrıca olası üretim sorunlarını araştırmak için her testi ayrı ayrı aldılar. Bazı ürünler birbirine yapıştırılmış parçalarla şatafatlı görünüyordu, diğerleri ise milyonlar tarafından üretilemeyecek kadar karmaşıktı. Dr. Brand, “Temelde tüm laboratuvarı çok, çok küçük bir form faktöründe küçültmeye çalışan testler gördük” dedi. “Mühendislik açısından, harika.” Ancak, “bunu ölçekte yapamazsınız” diye ekledi.
Şirketler genellikle ürünlerini bilim adamlarının raporlarına göre ayarladılar. Dr. Tromberg, Atlanta ekibinin sık sık “şirketlere platformlarını değiştirmelerine ve onları gerçekten başarılı kılmalarına izin veren önemli geri bildirimler verdiğini” söyledi.
2020’nin sonlarına doğru, Avustralya şirketi Ellume tarafından yapılan ilk evde, reçetesiz satılan Covid testi de dahil olmak üzere, Atlanta eldiveninden kurtulan birkaç test FDA tarafından onaylandı.
“İşimizin bittiğini düşündük,” dedi Dr. Lam. Sonra Alfa varyantı havalandı: “Yeniden başlatmamız gerekti.”
Varyant inceleme
Bir Emory biyokimya laboratuvarında donmuş örnekler. Kredi… The New York Times için Johnathon Kelso
Maxim Biomedical’den bir Omicron örneği içeren hızlı bir antijen testi. Kredi… The New York Times için Johnathon Kelso
Covid testleri virüsün küçük parçalarını arar. Örneğin antijen testleri, tipik olarak, virüsün yüzeyindeki proteinlere veya antijenlere bağlanan antikorları içerir.
Ancak virüsteki mutasyonlar bu proteinlerin şeklini değiştirerek antikorların bağlanmasını ve yanlış negatifler oluşturmasını zorlaştırabilir. Böylece Ocak 2021’de Atlanta araştırmacıları düzinelerce test yapmak için NIH ve FDA ile çalışmaya başladı. yeni varyantlara karşı yetkili ürünlerin. Dr. Rao, “Bir noktada 11 farklı varyantı test ediyorduk” dedi. “Herkes her zaman çalışıyordu.”
Laboratuvar deneyleri başlangıçta Omicron için bazı antijen testlerinin duyarlılığı hakkında endişeler uyandırdı, ancak testlerin gerçek dünyada laboratuvarda olduğundan daha iyi performans gösterdiği görülüyor, dedi Dr. Lam.
Bilim adamları, yeni bir varyantın endişe yaratması durumunda süreci tekrarlamaya hazır. “Ulusal Muhafızlar gibi,” dedi Dr. Lam. “Onlar yedekte.”
Biden yönetiminin evde yapılan testleri daha erişilebilir hale getirme planlarını duyurduğu sonbahardan bu yana, araştırmacılar aynı zamanda Siemens ve SD testleri de dahil olmak üzere hacim olarak üretilebilecek ürünler için FDA yetkilendirmesinin hızlandırılmasına yardımcı oluyorlar. Biyosensör.
Bu çalışmanın “önemli” olduğunu söyledi ve şu anda evde testler satan eMed’in baş bilim sorumlusu olan eski Harvard epidemiyoloğu Dr. Michael Mina. Tipik olarak, kendi verilerini toplama ve düzenleyici süreçte gezinme sorumluluğu test geliştiricilerindedir.
Ancak Atlanta bilim adamları ve federal hükümet daha iyi, daha çevik bir model yarattı, dedi – bağımsız bir tarafın ürünleri incelemesi, kalitelerini sağlaması ve onaylayanların onayını hızlı bir şekilde izlemesi için sistematik bir yol. toplayarak tüketicilerin ellerine daha hızlı ulaşmasını sağlar. Dr. dedi Mina.
RADx, yedi tezgah üstü ürün de dahil olmak üzere Covid testleri için 40 FDA onayı almış 29 üreticiyi destekledi ve bunların tümü Atlanta ekibi.
Ellume CEO’su Dr. Sean Parsons bir e-postada “Kuşkusuz RADx programı evde teşhis kategorisini hızlandırdı” dedi. “İnovasyonu ve gelişmeyi yıllar içinde ileriye taşıdı.”
Sonraki testler
Eric Ortlund, gelecekte hangi virüs varyantlarının olabileceğini araştıran bir Emory biyokimyacısı. Covid testleri ile tespitten kaçının. Kredi… The New York Times için Johnathon Kelso
Atlantalı bilim adamları, çocukların kendilerini güvenilir bir şekilde temizleyip temizleyemeyecekleri (yapabilirler) ve insanların burunları yerine boğazlarını temizleyip temizlememeleri (yapmamaları gerekir) gibi temel araştırma sorularını da ele aldılar.
Ekipteki bazı biyokimyacılar şimdi geleceği tahmin ediyor. Her olası mutasyonla viral antijenleri yaymak için insan hücrelerini programlamak için bir yöntem geliştirdiler. Her hücre, yüzeyinde belirli bir mutasyona sahip bu antijenin bir versiyonunu gösterir.
Daha sonra araştırmacılar, bu hücre koleksiyonuna ticari testlerde kullanılan antikorlardan birini, antikora bağlanan bir floresan işaretleyici ile birlikte ekleyebilirler. En zayıf floresan sinyalleri yayan hücreler, antikora sıkı bir şekilde bağlanmamıştır – bu, bu antikoru kullanan Covid testleriyle virüsün tespit edilmesini zorlaştıracak mutasyonlara sahip olduklarını gösterir.
Emory biyokimyacısı Eric Ortlund, bir gendeki her olası mutasyonun belirli bir testin performansını nasıl etkileyebileceğini gösteren renk kodlu bir tablo çizerek, “Tüm varyantlar üzerinde aynı anda bağlanma deneyleri yapabiliriz” dedi. antikor. “Artık gelecekte ortaya çıkabilecek herhangi bir mutasyonun etkisini tahmin edecek bir haritaları var.”
Ekibin grip de dahil olmak üzere diğer virüslere uygulamayı umduğu yaklaşım, şirketlerin daha en baştan daha güçlü testler tasarlamasına yardımcı olabilir. birkaç küçük mutasyonla işe yaramaz hale gelme olasılığı daha düşüktür.
Bazı test üreticileri tekliflerini şimdiden genişletiyor; Ellume ve Quidel, diğerleri arasında, antijen testlerine grip tespiti eklemek için NIH fonu aldı.
Ve nefese dayalı teşhis gibi piyasaya sürülmeyen bazı teknolojiler, gelişmelerini hızlandırabilecek geri bildirim ve yatırım aldı, dedi Atlanta araştırmacıları. Dr. Brand, “Artık bir sonraki pandemi için bir adım önde olabilirler” dedi.
Veya, Dr. Lam’ın dediği gibi, “Ay’a ulaşmaya çalışırken NASA’dan çıkan her şeyi bir düşünün.”
Şimdi, her ay yüz milyonlarca hızlı, evde test Amerikan pazarına akıyor. Federal hükümet ücretsiz testler gönderiyor, Amerikalılar sosyal medyada svap tüyoları alıp satıyor ve çocuklar okuldaki toplama tüplerine tükürüyor.
Tıptaki en parlak gelişmeler tipik olarak tedavileri ve tedavileri içerir, ancak pandemi, teşhisin önemi konusunda bir vaka çalışması olmuştur. Hastalığa karşı ilk savunma hattımız budur: Emory Üniversitesi’nde araştırma yönetiminden sorumlu başkan yardımcısı Robert Nobles, “Erken bilmek, hızlı bilmek ve bu konuda bir şeyler yapmak” dedi.
Son iki yılda Emory ve diğer Atlanta kurumlarından bir grup araştırmacı, Ulusal Sağlık Enstitüleri ve diğer Atlanta enstitüleriyle birlikte çalışarak Covid testlerinin Amerikalıların eline geçmesinde önemli, ancak büyük ölçüde gizli bir rol oynadı. Gıda ve İlaç İdaresi.
“Bu testler işe yarıyor mu?” Emory ve Georgia Institute of Technology’de pediatrik hematolog ve biyomühendis olan Dr. Wilbur Lam dedi. “Aslında, testleri test ediyoruz.”
Dr. Lam ve 200’den fazla meslektaşı – doktorlar, mühendisler, biyokimyacılar ve daha fazlası – yeni testlerin geliştirilmesini hızlandırmak ve mevcut ürünlerin yeni varyantların alfabesini algılayabilmesini sağlamak için gece geç saatlerde ve sabahın erken saatlerinde çalıştı, Omicron dahil.
NIH Ulusal Biyomedikal Görüntüleme ve Biyomühendislik Enstitüsü müdürü Bruce Tromberg, Atlanta ekibinin “kesinlikle kahramanca davrandığını” söyledi.
Özellikle ortalama bir tüketici tarafından kullanılmak üzere tasarlananlar olmak üzere yeni testler geliştirmek zor ve Atlanta ekibinin yaptığı çalışma, bunu doğru yapmak için ne kadar titiz araştırma gerektiğini gösteriyor. Ekibin çalışması ayrıca gelecekteki pandemilere daha iyi hazırlanmamıza ve her türlü hastalık için evde yeni bir teşhis çağını başlatmamıza yardımcı olabilecek bir model sunuyor.
“Pandemi yoluyla bulduğumuz ve aciliyetten yarattığımız şey, bu teknolojilerin çoğunu tarif etmeyi sevdiğimiz şeylerden hareket ettirmek için yeni bir mekanizmadır. çok daha hızlı bir şekilde masa üstünden başucuna kadar karatahta olarak,” dedi Dr. Tromberg.
Sarah Hernandez, Emory Üniversitesi’ndeki Wagoner Laboratuvarı’ndaki bir biyogüvenlik kabininde PCR testi ve dizileme için numune hazırlamaya başlar. Kredi… The New York Times için Johnathon Kelso
İlk testler
Yağmurlu bir Şubat sabahı, 15 yaşındaki Simeon Shelton, Atlanta’daki bir kilisenin otoparkında annesinin arabasına oturdu, sıkışık ve ağrılı hissediyordu. Standart bir PCR testi için arabadan geçiş test alanına gelmişti, ancak bir araştırmacı bir soruyla yaklaştığında ilgisini çekti: Bilim adamlarının yeni bir Covid testini değerlendirmesine yardımcı olmak ister mi?
Simeon yardım etmeye can atıyordu. Böylece, kucağındaki bir tepsiye yerleştirilmiş bir burun çubuğu, plastik bir test kartuşu ve sıvı dolu bir test tüpü ile yolcu koltuğuna oturdu. Talimatları okudu ve çubuğu her bir burun deliğine dikkatlice döndürdü. “Her şeyi berbat edeceğim için biraz gergindim,” dedi birkaç dakika sonra.
Ancak pencerenin dışında duran araştırmacıya talimatların uygulanmasının kolay olduğunu ve 15 dakika içinde sonuçların olumsuz olduğunu söyledi.
Eczane raflarında daha fazla Covid testi yaptırmaya yönelik koordineli bir federal çabanın parçası olan çalışma, FDA’nın halihazırda yurtdışında bulunan ürünü yetkilendirip onaylamama konusunda karar vermesine yardımcı olacak.
“Amaç bu testleri Amerikan pazarına getirmek,” dedi Dr. Lam. “Ama önce Atlanta’da bir pit stop var.”
Dr. Lam, siyah çerçeveli gözlükleri ve girdiği her odayı dolduran genç bir enerjisiyle hafif ve canlı. Dr. Lam yüksek lisans okulundayken, oğlunun korkunç kulak enfeksiyonları onu ve bir meslektaşını, ebeveynlerin çocuklarının kulak zarlarının fotoğraflarını çekmesine ve doktorların enfeksiyonları uzaktan teşhis etmesine olanak tanıyan bir akıllı telefon eklentisi icat etmeye teşvik etti.
2018’de Dr. Lam, diğer iki meslektaşıyla birlikte bir tanı araştırma merkezi kurdu: Georgia Tech’te bir mühendis olan Oliver Brand ve bir mühendis olan Dr. Greg Martin. Emory’de göğüs hastalıkları uzmanı ve yoğun bakım doktoru. Atlanta Microsystems Engineered Point-of-Care Teknolojileri Merkezi’nin misyonu, şirketlere, bilim adamlarına ve mucitlere laboratuvar dışında kullanılabilecek yüksek teknolojili teşhis cihazları geliştirmelerinde yardımcı olmaktı.
Emory Üniversitesi’ndeki bir klinik patoloji laboratuvarında bir BinaxNOW Covid testi. Kredi… The New York Times için Johnathon Kelso
Soldan: Oliver Brand, Dr. Wilbur Lam ve Dr. Greg Martin, birlikte Atlanta Microsystems Engineered Point-of-Care Teknolojileri Merkezi’ni kurdu. Kredi… The New York Times için Johnathon Kelso
NIH tarafından finanse edilen merkez – Emory, Georgia Tech ve Atlanta Çocuk Sağlığı arasında bir işbirliği – Covid geldiğinde ancak bir yıl açıktı. Dr. Lam, “Sanırım o zaman denemek ve yardım etmek için benzersiz bir şekilde uygunduk” dedi.
Atlanta araştırmacılarıyla yakın işbirliği içinde çalışan NIH de öyle düşündü. Bu nedenle ajans, Atlanta merkezini 2020 baharında oluşturulan yeni bir NIH girişiminde kilit bir rol oynamak için görevlendirdi: Teşhisin Hızlı Hızlandırılması programı veya Covid test geliştiricilerinin hızla iyileştirmesine, ticarileştirmesine ve ölçeklendirmesine yardımcı olmak için tasarlanan RADx onların ürünleri.
Yüzlerce başvuru yağdı. RADx’in test geliştirme kolunu yöneten Dr. Tromberg, “Bütün bu insanlara ‘Bu harika fikrimiz var, bize para verin’ diyorsun” dedi. “Gerçekten işe yarayıp yaramadığını nasıl anlarsınız?”
Atlanta ekibine bu soruyu yanıtlama görevi verildi.
Yakın bir öğleden sonra, Emory virologları Leda Bassit ve Anuradha Rao, ikinci kattaki sessiz bir laboratuvarda süreci gösterdiler. Pandeminin ilk günlerinde kadınlar, Biyogüvenlik Seviye 3 laboratuvarında, kişisel koruyucu donanıma bürünerek, canlı koronavirüs yetiştirerek ve testleri test etmek için kullanarak geçen birçok gün boyunca hızlı bir dostluk kurmuşlardı. Dr. Bassit, “BSL-3’te çok çalıştık” dedi. “Saatler ve saatler harcadı.”
Ancak son iki yılda ekip, eksi 80 santigrat derecede muhafaza edilen, sıra sıra buzla kaplı aletlerin bulunduğu küçük, penceresiz bir oda olan bodrum katındaki “dondurucu çiftliğinde” on binlerce hasta örneğini topladı. ve adını Marvel evrenindeki veya televizyon programı “Schitt’s Creek”teki karakterlerden alıyor.
Şimdi, bilim adamları genellikle soğuk hava patlamasıyla “Wolverine” veya “David Rose”dan alınan hasta örneklerinden yüksek konsantrasyonlu viral bulamaçlar yapıyorlar.
Tek bir ürünün hassasiyetini değerlendirmek için, tüketicilerin alacağı bileşenleri kullanarak ve aynı talimatları izleyerek, çeşitli konsantrasyonlarda viral örneklerle test ederler.
Dr. Bassit, eldivenli bir elinde burun sürüntüsü, diğerinde pipet tutan, küçük mavi bir test tüpünden biraz konsantre viral solüsyon çekti ve nazikçe sürüntünün üzerine attı. Swabı, sıvı tampon içeren bir tüpte döndürdü, ardından tüpe ince bir test şeridi ekleyerek swabın yanına yerleştirdi. Dakikalar içinde şeritte iki pembe çizgi parladı: Olumluydu.
Bilim adamları bu işlemi tekrar tekrar, bazen ürün başına 75 veya 80 kez, her sonucu fotoğraflayıp günlüğe kaydederek tekrarladılar. En hassas testler, virüs çok seyreltikken bile pozitif çıktı; daha az duyarlı olanlar virüsü yalnızca en yüksek konsantrasyonlarda tespit etti.
Laboratuvar tezgahının ötesinde
Atlanta Center for Microsystems Engineered Point-of- Care Technologies, şehirdeki bir arabadan geçiş test sahasında çalışma gönüllülerini kaydettiriyor. Kredi… The New York Times için Johnathon Kelso
Laboratuvarda iyi performans gösteren ürünler, insanların ekstra numune sağlamak için gönüllü olabileceği yağmurlu kilise otoparkı gibi yerel Covid test alanlarında değerlendirildi. Dr. Lam, “Ve test du jour ne olursa olsun test ederdik,” dedi.
Tüm testler ertelenmedi; örneğin, bazı tükürük testleri birçok gerçek dünya enfeksiyonunu gözden kaçırdı. Atlanta RADx çabalarından sorumlu işletme görevlisi Julie Sullivan, “Daha sonra, güzel çalışan bir nazal numune tipine döndüler” dedi.
Araştırmacılar ayrıca her ürünün kullanım kolaylığını değerlendirdi. Georgia Tech’s HomeLab’ın genel müdürü Sarah Farmer, “Hiçbir şeyin çok fazla güç gerektirmediğinden emin olmak istiyorsunuz, kavramanın ve kavramanın kolay olduğundan emin olun” dedi. “Mümkünse kolaylaştıralım, mümkünse adımları azaltalım.”
Hızlı bir antijen testi yapan Maryland merkezli bir şirket olan Maxim Biomedical, araştırmacıların, kullanıcıların sıvı dolu, yuvarlak tabanlı tüpü masaya koyamadıklarını fark etmesinin ardından bir test tüpü standı ekledi. Şirketin baş işletme görevlisi Jonathan Maa, “Onların verileri, testin geliştirilmesinde ve optimizasyonunda büyük rol oynadı” dedi. (Şirket, öğrendiklerini diğer tüketici dostu testler tasarlamak için kullanmayı umuyor.)
Hızla büyütülebilecek testleri belirlemek için, araştırmacılar ayrıca her testin “teknolojiye hazır olma durumunu” değerlendirdi. Aksi takdirde umut vadeden bazı nefes tabanlı cihazlar bu ölçümde kötü performans gösterdi. Dr. Martin, “Onlara baktığımızda gerçekten başarılı olacak kadar olgun değillerdi” dedi.
Ayrıca olası üretim sorunlarını araştırmak için her testi ayrı ayrı aldılar. Bazı ürünler birbirine yapıştırılmış parçalarla şatafatlı görünüyordu, diğerleri ise milyonlar tarafından üretilemeyecek kadar karmaşıktı. Dr. Brand, “Temelde tüm laboratuvarı çok, çok küçük bir form faktöründe küçültmeye çalışan testler gördük” dedi. “Mühendislik açısından, harika.” Ancak, “bunu ölçekte yapamazsınız” diye ekledi.
Şirketler genellikle ürünlerini bilim adamlarının raporlarına göre ayarladılar. Dr. Tromberg, Atlanta ekibinin sık sık “şirketlere platformlarını değiştirmelerine ve onları gerçekten başarılı kılmalarına izin veren önemli geri bildirimler verdiğini” söyledi.
2020’nin sonlarına doğru, Avustralya şirketi Ellume tarafından yapılan ilk evde, reçetesiz satılan Covid testi de dahil olmak üzere, Atlanta eldiveninden kurtulan birkaç test FDA tarafından onaylandı.
“İşimizin bittiğini düşündük,” dedi Dr. Lam. Sonra Alfa varyantı havalandı: “Yeniden başlatmamız gerekti.”
Varyant inceleme
Bir Emory biyokimya laboratuvarında donmuş örnekler. Kredi… The New York Times için Johnathon Kelso
Maxim Biomedical’den bir Omicron örneği içeren hızlı bir antijen testi. Kredi… The New York Times için Johnathon Kelso
Covid testleri virüsün küçük parçalarını arar. Örneğin antijen testleri, tipik olarak, virüsün yüzeyindeki proteinlere veya antijenlere bağlanan antikorları içerir.
Ancak virüsteki mutasyonlar bu proteinlerin şeklini değiştirerek antikorların bağlanmasını ve yanlış negatifler oluşturmasını zorlaştırabilir. Böylece Ocak 2021’de Atlanta araştırmacıları düzinelerce test yapmak için NIH ve FDA ile çalışmaya başladı. yeni varyantlara karşı yetkili ürünlerin. Dr. Rao, “Bir noktada 11 farklı varyantı test ediyorduk” dedi. “Herkes her zaman çalışıyordu.”
Laboratuvar deneyleri başlangıçta Omicron için bazı antijen testlerinin duyarlılığı hakkında endişeler uyandırdı, ancak testlerin gerçek dünyada laboratuvarda olduğundan daha iyi performans gösterdiği görülüyor, dedi Dr. Lam.
Bilim adamları, yeni bir varyantın endişe yaratması durumunda süreci tekrarlamaya hazır. “Ulusal Muhafızlar gibi,” dedi Dr. Lam. “Onlar yedekte.”
Biden yönetiminin evde yapılan testleri daha erişilebilir hale getirme planlarını duyurduğu sonbahardan bu yana, araştırmacılar aynı zamanda Siemens ve SD testleri de dahil olmak üzere hacim olarak üretilebilecek ürünler için FDA yetkilendirmesinin hızlandırılmasına yardımcı oluyorlar. Biyosensör.
Bu çalışmanın “önemli” olduğunu söyledi ve şu anda evde testler satan eMed’in baş bilim sorumlusu olan eski Harvard epidemiyoloğu Dr. Michael Mina. Tipik olarak, kendi verilerini toplama ve düzenleyici süreçte gezinme sorumluluğu test geliştiricilerindedir.
Ancak Atlanta bilim adamları ve federal hükümet daha iyi, daha çevik bir model yarattı, dedi – bağımsız bir tarafın ürünleri incelemesi, kalitelerini sağlaması ve onaylayanların onayını hızlı bir şekilde izlemesi için sistematik bir yol. toplayarak tüketicilerin ellerine daha hızlı ulaşmasını sağlar. Dr. dedi Mina.
RADx, yedi tezgah üstü ürün de dahil olmak üzere Covid testleri için 40 FDA onayı almış 29 üreticiyi destekledi ve bunların tümü Atlanta ekibi.
Ellume CEO’su Dr. Sean Parsons bir e-postada “Kuşkusuz RADx programı evde teşhis kategorisini hızlandırdı” dedi. “İnovasyonu ve gelişmeyi yıllar içinde ileriye taşıdı.”
Sonraki testler
Eric Ortlund, gelecekte hangi virüs varyantlarının olabileceğini araştıran bir Emory biyokimyacısı. Covid testleri ile tespitten kaçının. Kredi… The New York Times için Johnathon Kelso
Atlantalı bilim adamları, çocukların kendilerini güvenilir bir şekilde temizleyip temizleyemeyecekleri (yapabilirler) ve insanların burunları yerine boğazlarını temizleyip temizlememeleri (yapmamaları gerekir) gibi temel araştırma sorularını da ele aldılar.
Ekipteki bazı biyokimyacılar şimdi geleceği tahmin ediyor. Her olası mutasyonla viral antijenleri yaymak için insan hücrelerini programlamak için bir yöntem geliştirdiler. Her hücre, yüzeyinde belirli bir mutasyona sahip bu antijenin bir versiyonunu gösterir.
Daha sonra araştırmacılar, bu hücre koleksiyonuna ticari testlerde kullanılan antikorlardan birini, antikora bağlanan bir floresan işaretleyici ile birlikte ekleyebilirler. En zayıf floresan sinyalleri yayan hücreler, antikora sıkı bir şekilde bağlanmamıştır – bu, bu antikoru kullanan Covid testleriyle virüsün tespit edilmesini zorlaştıracak mutasyonlara sahip olduklarını gösterir.
Emory biyokimyacısı Eric Ortlund, bir gendeki her olası mutasyonun belirli bir testin performansını nasıl etkileyebileceğini gösteren renk kodlu bir tablo çizerek, “Tüm varyantlar üzerinde aynı anda bağlanma deneyleri yapabiliriz” dedi. antikor. “Artık gelecekte ortaya çıkabilecek herhangi bir mutasyonun etkisini tahmin edecek bir haritaları var.”
Ekibin grip de dahil olmak üzere diğer virüslere uygulamayı umduğu yaklaşım, şirketlerin daha en baştan daha güçlü testler tasarlamasına yardımcı olabilir. birkaç küçük mutasyonla işe yaramaz hale gelme olasılığı daha düşüktür.
Bazı test üreticileri tekliflerini şimdiden genişletiyor; Ellume ve Quidel, diğerleri arasında, antijen testlerine grip tespiti eklemek için NIH fonu aldı.
Ve nefese dayalı teşhis gibi piyasaya sürülmeyen bazı teknolojiler, gelişmelerini hızlandırabilecek geri bildirim ve yatırım aldı, dedi Atlanta araştırmacıları. Dr. Brand, “Artık bir sonraki pandemi için bir adım önde olabilirler” dedi.
Veya, Dr. Lam’ın dediği gibi, “Ay’a ulaşmaya çalışırken NASA’dan çıkan her şeyi bir düşünün.”