Exploring novel biomarkers of COVID-19 diagnosis and aggravation by comprehensive analysis of modified nucleosides, and development of automated analysis system

Význam tématu

Měření modifikovaných nukleosidů v biologických vzorcích umožňuje detekci virových infekcí a průběhu onemocnění s nižším rizikem než u tradičních metod vyžadujících virovou izolaci. U COVID-19 může analýza těchto komponent nabídnout rychlou indikaci nákazy a predikci závažnosti.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo identifikovat nové biomarkery pro diagnostiku a prognózu COVID-19 pomocí komplexní analýzy modifikovaných nukleosidů v séru a moči pacientů a vyvinout plně automatizovaný systém pro jejich rychlé vyhodnocení.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky byly analyzovány pomocí UHPLC ve spojení s tandemovou hmotnostní spektrometrií (LC-MS/MS). Přístrojová sestava zahrnovala:

• UHPLC Nexera X2 (Shimadzu)
• Hmotnostní spektrometr LCMS-8050 (Shimadzu)
• Automatizovaný pretreatment modul CLAM-2030 (Shimadzu)

Optimalizace podmínek umožnila zkrácení doby analýzy na 5 minut.

Hlavní výsledky a diskuse

Byly identifikovány dva klíčové modifikované nukleosidy: t6A a ms2t6A. Jejich hladiny byly významně vyšší u pacientů s COVID-19 ve srovnání se zdravými jedinci. Zvýšená koncentrace ms2t6A u pacientů s lehkým průběhem korelovala s následným zhoršením stavu, což svědčí o prognostické hodnotě těchto markerů. Metoda prokázala podobnou citlivost a specificitu jako PCR test.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá diagnostika bez nutnosti práce s infekčním materiálem
• Predikce závažnosti onemocnění již v časné fázi
• Plná automatizace zkracuje manipulaci a snižuje chybovost

Budoucí trendy a možnosti využití

Dále se předpokládá rozšíření aplikace na jiné virové nebo zánětlivé stavy, integrace do klinických laboratoří a další zrychlení analýzy díky vývoji pokročilých mikrofluidních systémů.

Závěr

Studie potvrdila hodnotu modifikovaných nukleosidů t6A a ms2t6A jako biomarkerů pro diagnostiku a prognózu COVID-19. Vyvinutý plně automatizovaný systém umožňuje rychlou, spolehlivou a bezpečnou analýzu biologických vzorků ve zkrácené době.

Reference

1. Nagayoshi Y, Kunisawa A, Feild B, Watanabe J, Mukai N, Tomizawa K. Exploring novel biomarkers of COVID-19 diagnosis and aggravation by comprehensive analysis of modified nucleosides, and development of automated analysis system. Shimadzu Corp; 2021.