Een groep van Israëlische onderzoekers van de Ben-Gurion University of the Negev, The National Institute for Biotechnologie in de Negev (NIBN), de Open Universiteit en Soroka Universitair Medisch Centrum hebben een op algoritmen gebaseerde testmethode ontwikkeld die het mogelijk maakt om tientallen monsters nauwkeurig tegelijkertijd te screenen, waardoor de kosten, tijd en hoeveelheid benodigde testkits aanzienlijk wordt verminderd.
Zoals enkele van de betrokken wetenschappers aan The Jerusalem Post uitlegden, is de methode tijdens de eerste tests al uiterst succesvol gebleken en is het momenteel het onderwerp van een lopende klinische proef in het Soroka medisch centrum, terwijl het ministerie van Volksgezondheid zojuist een proefproject in verschillende centra in Israël heeft goedgekeurd binnenkort zullen beginnen. Als alles naar verwachting verloopt, krijgt de techniek snel officiële goedkeuring.
“Wat we nu doen, is in veel opzichten een directe verlenging van het werk dat we vele jaren geleden begonnen”, zei Dr. Noam Shental van de afdeling Informatica van de Open Universiteit. “In 2016 publiceerden we een paper met een wiskundig kader voor het detecteren van dragers van zeldzame mutaties binnen grote populaties. Zes jaar later slaagden we erin om een experimentele ‘proof of concept’ te bieden door mutaties tussen duizend planten van een bepaald soort gewas te detecteren. ”
Shental wees erop dat de onderzoekslijn werd hervat na het begin van de corona-pandemie toen hij zich realiseerde dat de methode mogelijk nuttig zou kunnen zijn om coronavirus-dragers te identificeren.
Dr. Tomer Hertz van de Shraga Segal-afdeling voor microbiologie, immunologie en genetica van BGU legde uit dat het testsysteem dat de onderzoekers hebben ontwikkeld, is gebaseerd op de methode van ‘pooling’..
‘Pooling’ werd voor het eerst gebruikt in het Amerikaanse leger tijdens de Tweede Wereldoorlog om soldaten op syfilis te testen: bij een steekproef werden vijf soldaten tegelijkertijd getest, als de resultaten negatief waren, konden alle soldaten gezond worden verklaard, maar alleen als de resultaten positief waren had elke man een individuele test nodig.
De zojuist door de groep ontwikkelde coronavirus-testmethode verzamelt monsters van 384 proefpersonen. De steekproef van elk individu wordt onderdeel van zes verschillende ‘pools’. Speciale robots voor vloeistofafgifte zijn belast met het genereren ervan.
“Om de pools te genereren, moet je in feite verschillende sets monsters combineren, wat zo een foutgevoelige taak is dat die het beste door robots kan worden gedaan”, vertelde Hertz aan de Post, eraan toevoegend ‘dat om de robots te leren hoe ze de monsters moeten mengen om het coronavirus te identificeren, ze het theoretische ontwerp van Shental volgen’.
“Het mixen gebeurt op een manier dat als je eenmaal de resultaten van de pool hebt ontvangen, je al weet welke individuen besmet zijn. Het is een éénfasige methode, zonder dat er verdere testrondes nodig zijn, ‘voegde hij eraan toe. “Dit is een van de belangrijkste nieuwigheden van ons onderzoek en het is een belangrijk onderwerp.”
Hertz zei dat het voorbereiden van de ‘pools’ oorspronkelijk ongeveer vijf uur kostte, maar de tijd werd teruggebracht tot een uur door meer geavanceerde robots te gebruiken. Nadat de ‘pools’ zijn voorbereid, worden ze getest door diagnostische laboratoria, net als bij normale monsters zou gebeuren.
Voor 384 personen zijn slechts 48 tests vereist (één per acht personen). Omdat het monster van elke persoon zes keer wordt getest, is het bovendien effectiever met betrekking tot het probleem van vals-positieven of vals-negatieven die vaak worden gegenereerd door fouten of besmettingen van de monsters, zoals opgemerkt door prof. Angel Porgador, ook uit BGU’s Shraga Segal Afdeling Microbiologie, Immunologie en Genetica. Porgador is de coördinator van de BGU Coronavirus Task Force, onder wiens auspiciën het project is gestart.
De wetenschappers werken al zeven weken aan het project. Experimenten met de reeds door het Soroka-laboratorium geteste monsters gaven de methode een succespercentage van 100% bij het detecteren van virusdragers. In de lopende klinische proef met Soroka worden monsters van medisch personeel geanalyseerd. Tot nu toe zijn ze negatief uitgekomen voor alle 1.115 geteste personen, merkte Hertz op.
De testmethode kan bijzonder belangrijk zijn, aangezien Israël en veel landen een nieuwe fase ingaan om de uitbraak in te dammen, terwijl de beperkingen geleidelijk worden versoepeld, waardoor de noodzaak wordt bepaald om massatests uit te voeren op een groot aantal individuen die naar verwachting meestal negatief uitkomen.
“Het protocol dat we hebben ontwikkeld dat 48 tests vereist voor 384 individuen, is geschikt voor zogenaamde asymptomatische dragers, voor het testen van een populatie met een lage besmettingsgraad, wat nu gebeurt in Israël”, legt Hertz uit.
“Het aantal benodigde tests is in dit geval een op de acht mensen, en dus is de kostenverlaging, afhankelijk van het aantal virus dragers waarop het is gericht. Als het aantal virus dragers lager wordt, kunnen we streven naar een vierentwintig voudige verlaging van de kosten. Als het weer hoger wordt in het geval van een nieuwe infectiegolf, kan het slechts twee keer zo hoog worden, ‘concludeerde Porgador.
