Ar zinātni izķer vīrusu

Kā Latvijas zinātnieku izstrādātā siekalu testu metodoloģija palīdzēs ierobežot Covid-19 izplatību, un kas vieš cerības, ka mums būs pašiem savs, Latvijā izstrādāts ātrais tests?

Kopš oktobra vidus, kad Covid-19 tika atklāts kādam Nacionālās operas un baleta kora māksliniekam, visiem vairāk nekā 500 operas darbiniekiem un pat ārštatniekiem regulāri tiek veikti siekalu testi. Šajās dienās, kad operā notiek baleta Riekstkodis un Operas gadumijas koncerta ieraksti, siekalu paraugi mazos, caurspīdīgos trauciņos jānodod pilnīgi visiem iesaistītajiem. 

Šādā veidā, nododot E. Gulbja laboratorijai vairāk nekā 1200 gan pirmreizēju, gan atkārtotu testu, operā līdz šim atklāti 36 inficētie. Operas darbinieki skaidri zināja, kuriem jāārstējas, kurām kontaktpersonām jāievēro karantīna, bet pārējie varēja turpināt darbu. 

«Ar lielo testēšanu operā ir izdevies apturēt vīrusa izplatību,» saka teātra pārstāve Irbe Treile.

Operas darbinieki Latvijā ir vieni no pirmajiem, kas piedzīvo piecus miljonus vērtās valsts pētījumu programmas Covid-19 seku mazināšanai praktiskos rezultātus. Pētījumi bija jāpabeidz šogad, taču deviņi no desmit projektiem ir saņēmuši trīs mēnešu pagarinājumu rezultātu nostiprināšanai un publicēšanai. 

Viens pētījums profesora Ugas Dumpja koordinētajā projektā par multidisciplināro pieeju Covid-19 un citu epidēmiju kontrolei ir gandrīz jau pabeigts. Laboratorijas ārsta Didža Gavara vadībā tapušais zinātniskais raksts par siekalām kā testa paraugu vīrusa SARS-CoV-2 noteikšanai zemas izplatības apstākļos novembra beigās nodots izvērtēšanai kādā starptautiski citētā medicīnas izdevumā. Bet pašus siekalu paraugus E. Gulbja laboratorija, kurā ārsts Didzis Gavars ir valdes loceklis, savāc pēc viņa vadītās zinātnieku grupas izstrādātas metodoloģijas.

Tā ir gaužām vienkārša — katrs cilvēks pats iespļauj savas siekalas trauciņā. Tas pildīts ar šķidrumu, kas palīdz saglabāt vīrusu vismaz 24 stundas. Pluss ir tas, ka šādai paraugu ievākšanai nav vajadzīgi mediķi un tos var viegli lietot, testējot simtiem cilvēku. 

«Interesanti, ka tieši brīdī, kad prestižajā žurnālā The Lancet publicēts hipotētisks raksts par to, ka siekalu paraugus varētu lietot medicīnas personāla masu pārbaudēs, Latvijā jau tas bija aprobēts,» norāda Dumpis. 

Bet kāpēc bija vajadzīga īpaša metodoloģija siekalu testu savākšanai, un vai ir cerība, ka Latvijā zinātnieki izstrādās arī oriģinālu siekalu eksprestestu?

Testi bez mediķu palīdzības

Kad vasarā tika iedarbināta valsts pētījumu programma Covid-19 seku mazināšanai, infektologa Dumpja koordinētajā projektā viens no mērķiem bija izstrādāt liela skaita cilvēku laboratorisko pārbaužu metodoloģiju. Bet E. Gulbja laboratorijā jau aprīlī sāka pētīt, kā savākt siekalu paraugus un kā tos pareizi analizēt, lai identificētu Covid-19 slimniekus. 

Didzis Gavars atgādina, ka Covid-19 pandēmijas pirmajā vilnī pavasarī testēšana visā pasaulē notika, ņemot uztriepes no aizdegunes. «Vīrusa atrašanai tā bija visdrošākā vieta,» uzsver Gavars. Taču nebija īsti skaidrs, kāds vīrusam ir inkubācijas periods un kad cilvēks ir infekciozs, proti, var aplipināt citus.»

Tikai pamazām zinātnieki visā pasaulē atklāja, ka vīruss atrodams gan siekalās, gan urīnā un fēcēs. Turklāt aizdegunē vīrusa paliekas atrodamas vēl ilgi pēc tam, kad cilvēks jau beidzis slimot un vairs nav infekciozs. «Pavasarī nereti pacientiem uztriepes ņēma, kamēr vien varēja atrast vīrusa paliekas. Tāpēc bija cilvēki, kuri pavadīja izolācijā līdz pat diviem mēnešiem. Tagad zināms, ka tik ilgs laiks visbiežāk nav nepieciešams, jo viņi vīrusu vairs neizplata,» skaidro Gavars.

Kad maija beigās valdība aicināja zinātniekus pieteikties valsts programmā Covid-19 izpētei, bija svarīgi atrast paraugu paņemšanas veidu, kas izmantojams tieši pandēmijā, kad pacientu skaits mērāms tūkstošos un pat miljonos. Otrs zinātnieku uzdevums bija noskaidrot infekciozos cilvēkus.

«Mēs jau aprīlī sākām pie tā strādāt,» saka Didzis Gavars. Iesaistoties Dumpja vadītajā pētījumu projektā, E. Gulbja laboratorijas speciālisti guva iespēju sastrādāties ar zinātniekiem. Kā paskaidro viņa kolēģis, pētījuma līdzautors molekulārais biologs Mikus Gavars, laboratoriski analizēt siekalas ir sarežģītāk nekā, piemēram, no aizdegunes ņemtās epitēlija šūnas, jo tajās ir dažādas bioloģiski aktīvas substances, kas vīrusa ģenētisko materiālu var iznīcināt.

Izstrādāt savu siekalu savākšanas metodoloģiju E. Gulbja laboratorijai bija svarīgi arī tāpēc, ka pavasarī uztriepes stobriņi epitēlija šūnu parauga paņemšanai no aizdegunes lielā pieprasījuma dēļ bija grūti nopērkami.

Lai izstrādātu siekalu savākšanas metodoloģiju, E. Gulbja laboratorijai nepietika tikai piemeklēt trauciņus to savākšanai. «Mums bija jāpārbauda, cik ilgi siekalās saglabājas vīruss, kurā slimības vai infekcijas attīstības ciklā vīrusa šūnu organismā ir visvairāk. Testējām pacientus, kuri zināja, kurā dienā ir inficējušies, un skatījāmies, kurā dienā siekalas uzrāda un kurā vairs neuzrāda vīrusa klātbūtni,» skaidro Didzis Gavars. 

Paraugu savākšanai E. Gulbja laboratorija nolēma izmantot vienkāršus trauciņus, kuros ir cilvēkiem pilnīgi nekaitīgs šķidrums. Bet vīrusa atrašanai siekalās izmanto polimerāzes ķēdes reakciju, kas ir laboratorisko izmeklējumu «zelta standarts» un tiek lietota vīrusa noteikšanai arī aizdegunes uztriepēs.

Vasarā, kad Covid-19 izplatība Latvijā norima, izstrādātā metodoloģija tika izmēģināta, testējot pacientus Stradiņa un Bērnu slimnīcā. Līdz vasaras beigām tādā veidā zinātniskajam darbam tika savākti 500 siekalu paraugi.

Bet pierādījumu tam, ka jaunā metodoloģija ir efektīva masveida testēšanai, E. Gulbja laboratorija un Dumpja vadītās grupas zinātnieki guva septembra beigās, kad Covid-19 sāka strauji izplatīties Kuldīgā. Lai visiem pilsētas iedzīvotājiem paņemtu analīžu paraugus no aizdegunes, būtu jāorganizē vismaz 50 analīžu nodošanas vietas, kurās strādātu ap 100 mediķiem dienā, stāsta Gavars. Taču zinātnieki ar Kuldīgas domi vienojās, ka tā vietā pilsētniekiem būs iespēja brīvprātīgi nodot siekalu paraugus. Trīs dienu laikā tika savākti 3660 siekalu paraugi un Covid-19 atklāja 156 kuldīdzniekiem. Mediķi siekalu paraugu paņemšanā netika iesaistīti un tādējādi bija pasargāti no inficēšanās riska. Vīrusa izplatību Kuldīgas novadā izdevās ierobežot.  

«Izmantojot šo testēšanas veidu, atrodam tieši infekciozos cilvēkus, kas ir visbūtiskākais infekcijas ierobežošanai,» saka Didzis Gavars, vēlreiz atgādinot, ka Covid-19 izplatās pilienu veidā, tātad šķaudot un klepojot — ar siekalām.

Līdz šim E. Gulbja laboratorija Latvijā ir veikusi 75 000 siekalu paraugu analīzes. Izstrādājot siekalu savākšanas metodoloģiju, uzņēmuma darbinieki paralēli meklēja veidus, kā automatizēt testa komplektu izdalīšanu un savākšanu. Sadarbībā ar tehnoloģiju uzņēmumu JK Energo un Latvijas Finieri izveidota bezkontakta analīžu nodošanas iekārta. Pirmā šāda iekārta no 7. decembra atrodas Stradiņa slimnīcā — tā paredzēta darbinieku regulārai vīrusa analīžu savākšanai. Iekārta ir pilnībā automatizēta, tās programmatūra nodrošina attālinātu pārvaldību, un testējamais materiāls tiek uzglabāts atbilstošā temperatūras režīmā. No 14. decembra šādas iekārtas paredzēts uzstādīt arī citviet Latvijā.

Profesors Dumpis uzsver, ka galvenā šīs metodes priekšrocība — parauga ņemšanai nav vajadzīgs īpaši apmācīts un apģērbts medicīniskais personāls. «Turklāt deguna un rīkles parauga ņemšana ir nepatīkama procedūra. Tāpēc siekalas ir vērtīgas tad, kad paraugi jāņem regulāri medicīnas darbiniekiem vai maziem bērniem,» skaidro Dumpis. «Stradiņa slimnīcā jau veic regulāru medicīnas darbinieku testēšanu aptuveni mēnesi. Katru dienu identificējam jaunus gadījumus asimptomātiska personāla vidū, un tas pasargā slimnīcu no lieliem infekcijas uzliesmojumiem.»

Diemžēl Dumpja kolēģim, endokrinologam Valdim Pīrāgam neizdevās izvairīties no Covid-19 — viņš novembra sākumā saslima. Taču savus analīžu paraugus nodeva citam, paša vadītam pētījumam šajā valsts programmā Covid-19 seku mazināšanai. Tajā zinātnieki mēģina izstrādāt siekalu ātro testu.

Nebūs pirmais, bet — labāks

«Bijām jauni un traki, rakstot pētījuma pieteikumu,» par laiku pirms pusgada jokojoties saka profesors Pīrāgs. Viņš vada projektu, kurā viens no mērķiem ir radīt testu, kas 15 minūšu laikā siekalās var atrast vīrusa antigēnus.

Pīrāgs neslēpj, ka pirmie mēģinājumi bija nesekmīgi, kamēr šajā pētījumā neizmēģināja vīrusa antigēnu, ko izdevies atrast citā — Biomedicīnas pētījumu un studiju centra pārstāvja Kaspara Tāra vadītā pētījumā, kurā mēģina izstrādāt vakcīnu pret Covid-19. Kā skaidro centra pētniece Renāte Ranka, antivielas iegūtas, izmantojot laboratorijas peles, kurām ievadīts nevis pats vīruss, bet jaunā koronavīrusa RNS sintezētā fragmenta — tā dēvētā dzeloņproteīna — domēns. «Tas nav no vīrusa, bet gan ar ģenētiskās inženierijas palīdzību iegūta gēna fragmenta kopija, kas ielikta citās šūnās,» skaidro Ranka. Saņemot tos, peļu organismos veidojās imūnās atbildes reakcija un tās sāka ražot antivielas. Kā izrādījās eksperimentos, šīs antivielas der Covid-19 testēšanai.

Taču vēl ir daudz darāmā, lai pētījumu uzskatītu par pabeigtu. Līdz šim Biomedicīnas pētījumu centrā izstrādātās antivielas izmēģinātas, testējot tikai desmit siekalu paraugus. Pētījumam nepieciešams lielāks paraugu skaits. Ranka arī skaidro, ka centrā turpina meklēt testam atbilstošākās antivielas un eksperimentēt ar antivielu koncentrāciju, lai padarītu antigēnu jutīgāku un ar lielāku specifiskumu, tas ir, spējīgāku identificēt tieši SARS-CoV-2 vīrusu. «Par precizitāti šajā stadijā vēl neko nevar pateikt. Vīrusa daudzums siekalās var mainīties. Ir liels prieks par padarīto, bet, lai testu atļautu lietot praksē, vēl ir daudz darba,» uzsver mikrobioloģe Ranka. 

Valdis Pīrāgs ir apņēmības pilns sagādāt pētījumam 200 paraugus cerībā, ka izdosies izstrādāt antigēnu testu, kas būtu daudz ātrāks par laboratorisko izmeklējumu «zelta standartu». Polimerāzes ķēdes reakcijas tests ļauj vīrusu identificēt 12 stundu laikā, bet antigēna tests — 15 minūtēs, skaidro Stradiņa slimnīcas rezidents, pētījumā iesaistītais Svjatoslavs Kistkins. Viņš uzsver, ka šis Latvijā radītais noteikti nebūs pirmais tāda veida tests, bet, spriežot pēc pirmajiem rezultātiem, tam ir visas izredzes būt labākam par citviet radītajiem.

«Daži skeptiķi iebilst — kāpēc vajadzīgs kārtējais siekalu tests. Bet pieprasījums pēc testiem ir daudz lielāks nekā spējas šos testus piegādāt. Labs tests būtu vajadzīgs,» pārliecināts profesors Pīrāgs.

Profesors Valdis Pīrāgs vada projektu, kurā viens no mērķiem ir radīt ātro siekalu testu. Attēlā kopā ar jaunāko kolēģi Stradiņa slimnīcas rezidentu Svjatoslavu Kistkinu.
Foto — Ieva Salmane

Publikācija sagatavota ar Accenture finansiālu atbalstu