מגפת הקורונה:
בדרך לבדיקות מהירות וזולות?

זמן קצר לאחר שזוהה לראשונה נגיף הקורונה SARS-CoV-2, הגורם למגפת COVID-19, פורסם הרצף הגנטי שלו, השמור במולקולות RNA. הדבר איפשר למעבדות בכל העולם לפתח במהרה בדיקות מולקולריות לגילוי הנגיף, שהתבססו על זיהוי אותן מולקולות RNA. בניסיון להגדיל את כמות האבחונים הוקמו מערכי דגימה נרחבים (כגון מתחמי "היבדק וסע" שהופעלו בישראל), הוכשרו מעבדות עם צוותים מיומנים וציוד מתקדם, והופעלו מערכי אספקה וייצור מורכבים כדי לספק את מגוון החומרים הדרושים לבדיקה. למרות כל זאת, ככל שהמגפה מתפשטת עולה גם הצורך להגדיל את מספר הבדיקות כדי לזהות כמה שיותר מהנדבקים. 

חלק מהקושי בהגדלת מספר הבדיקות טמון בשיטה המסובכת שבה הן מבוצעות כיום: תחילה ממצים את ה-RNA של הנגיף מהדגימה, ואז יוצרים ממנו DNA באמצעות אנזים. לאחר מכן משכפלים מקטע ייחודי של ה-DNA הזה בשיטה מורכבת שנקראת PCR.

שיטת ה-PCR מנצלת את מבנה הסליל הכפול של ה-DNA, ומשתמשת במכשיר מדויק שמחמם ומקרר אותו באופן מחזורי. טמפרטורות גבוהות מפרידות את מקטעי ה-DNA לשני חלקיו, ובטמפרטורות נמוכות החלקים משתכפלים לייצור עותקים זהים, באמצעות אנזימים וקטעי DNA מלאכותי המותאמים ספציפית לרצף הגנטי שאנו מבקשים לזהות. במקרה שמקטע ה-DNA אותו אנחנו מחפשים נמצא בדגימה, התהליך ישכפל אותו פעמים רבות, וכך נוכל לזהותו.

מאז פרוץ המגפה, מחקרים קטנים רבים הצביעו על הפוטנציאל שיש לבדיקות מולקולריות פשוטות יותר. אחת השיטות המבטיחות נקראת LAMP (הגברה איזותרמית מתווכת-לולאה, או Loop-mediated isothermal amplification). בשני העשורים שחלפו מאז פיתוחה היא הוכיחה את עצמה בזיהוי מחלות אחרות, כמו מלריה ושחפת, וכעת מנסים להתאימה לנגיף הקורונה. התקווה היא שבדיקות באמצעותה יתנו תוצאות מהירות ומהימנות כבר במרפאה שבה לקחו את הדגימה, בלי לשלוח אותן למעבדה. כך מקווים לזהות את קיומו של הנגיף בדגימה תוך פחות משעה, להוזיל את עלות הבדיקות, ולהגדיל את כמותן וזמינותן לנדבקים הפוטנציאליים. חלק מהמחקרים כבר עברו ביקורת עמיתים, ומחקרי המשך נרחבים כבר נעשים במטרה לבחון ולשפר את הבדיקות החדשות, המבוססות בחלקן על דגימת רוק פשוטה.

גם בדיקות הנוגדנים, המשמשות לסקירת שיעור ההדבקה באוכלוסיות, הן פשוטות ומהירות. הבעיה היא שהן מפתחות רגישות לזיהוי המחלה רק כשבוע עד שבועיים אחרי ההדבקה ב-SARS-CoV-2, שכן נדרש לגופו של החולה זמן לייצר נוגדנים. לכן גם אם בדיקות הנוגדנים בדם יהיו מדויקות מאוד - וכרגע הן עדיין לא - הן לא יוכלו להחליף לחלוטין את הבדיקות המולקולריות לזיהוי נדבקים חדשים.

זיהוי הרצף הגנטי של הנגיף עומד בבסיס הבדיקות השונות. אילוסטרציה של מולקולת RNA ונגיף קורונה | CROCOTHERY, Shutterstock 

מהירות, פשטות ועמידות 

בדומה ל-PCR, גם שיטת ה-LAMP משכפלת עותקים רבים של החומר הגנטי המבוקש, וגם היא משתמשת באנזימים ובקטעי DNA מלאכותי. אך במקרה זה השכפול לא יוצר עותקים זהים של מקטעי ה-DNA, אלא משתמש בהם כדי לייצר מולקולות DNA שונות במקצת, שהמבנה שלהן מאפשר ליצור מולקולות נוספות בקלות ובמהירות. השיטה לא מתאימה לכל מקטע של DNA, והיא צעירה יותר משיטת ה-PCR, שבה כבר נרכש ניסיון רב. עם זאת, יש לה גם יתרונות לא מעטים: היא יעילה מאוד ומתבצעת בטמפרטורה קבועה העומדת סביב 60 מעלות צלזיוס, כך שאין צורך במכשירים מיוחדים או חומרי בדיקה שעמידים לטמפרטורות גבוהות.

יתרון נוסף של השיטה הוא עמידותה היחסית בפני חומרים שעלולים להפריע לייצור החומר הגנטי, ולכן לשבש את הרגישות של הבדיקה. חומרים כאלה נמצאים בדגימה באופן טבעי, ובדרך כלל מפרידים אותם מהחומר הגנטי של הנגיף במהלך המיצוי. במטרה לפשט את הבדיקה עוד יותר, חוקרים מחפשים כעת דרכים לוותר על תהליך ההפרדה הזה בלי לפגוע ברגישות הבדיקה. גם פענוח תוצאות הבדיקה נהיה פשוט יותר בשיטת LAMP: צבע התמיסה משתנה בהשפעת תוצרי לוואי הקשורים לייצור החומר הגנטי החדש, כך שאפשר לדעת שיש בדגימה חומר גנטי נגיפי במבט פשוט, בלי צורך במכשור מיוחד.

הבדיקות הפשוטות והמהירות שנמצאות כעת בפיתוח נראות מבטיחות. חלקן מסתמכות על שיטות ידועות המוכרות זמן רב, אך עדיין צריך לאפיין ולשפר אותן בטרם נוכל להסתמך עליהן. יתכן שכבר בשבועות הקרובים נתבשר על פיתוח בדיקה פשוטה מאוד, שאינה דורשת הכשרה מיוחדת: רק להכניס את הדגימה למבחנה חמה המכילה כמה חומרים, לחכות פחות משעה, והתוצאות מתקבלות. אם מאמצי הפיתוח יישאו פרי, הם יאפשרו ייצור מסחרי של בדיקות חדשות, שעשויות להקל מאוד את המעקב אחרי התפשטות המחלה בעולם.