Молекулярно-генетические методы исследования

В качестве альтернативных способов выявления и идентификации грибных патогенов в последнее время все более активно используются молекулярно-генетические методы.

Работу выполняют в соответствии с методическими указаниями МУ 1.3.1794 – 03 «Организация работы при исследованиях методом ПЦР материала, инфицированного микроорганизмами I-II групп патогенности».

Обеззараживание проб для исследования методом ПЦР

Вся работа с исследуемым материалом, подозрительным на зараженность возбудителями особо опасных микозов, проводится в соответствии с СП 1.3.1285-03 «Безопасность работы с микроорганизмами I-II групп патогенности (опасности)».

Отобранные для исследования пробы могут быть инактивированы следующими способами:

А) Для обеззараживания предварительно подготовленного нативного материала в пробирки с тестируемыми образцами добавляют раствор мертиолята натрия до конечной концентрации 1:1000 и прогревают на водяной бане при температуре (56±1) ⁰С в течение 40 мин и далее инкубируют при комнатной температуре в течение 24 ч.

К пробам крови добавляют раствор мертиолята натрия (до конечной концентрации 1:1000) и выдерживают при комнатной температуре 24 ч. 

Б) Обработка лизирующим буфером, содержащим гуанидинтиоцианат Na и фенол.

К пробе объемом 0,1 мл добавляют 600 мкл лизирующего раствора, содержащего 6 М гуанидинтиоцианат натрия и фенол (приложение 2), забуференный Tris-HCl, pH 8,0 (в соотношении 1:1), и перемешивают на вортексе в течение 10 с. Затем инкубируют при 95 ⁰С в течение 30 минут. Для этого используют микроцентрифужные пробирки объемом 1,5 мл с защелкой.

Обработанные таким образом пробы считаются обеззараженными и всю последующую работу проводят как с незаразным материалом.

Для проведения этого этапа и дальнейшего выделения ДНК готовят необходимые реактивы (приложение 2).

Выделение ДНК

На этапе обработки лизирующим раствором используют микроцентрифужные пробирки объемом 1,5 мл с защелкой.

Выделение ДНК из чистых культур микромицетов после обеззараживания проб осуществляют с помощью метода гуанидинтиоцианат-фенольной экстракции с переосаждением ДНК изопропанолом. Подготовленные пробы в объеме 100 мкл смешивают с 600 мкл лизирующего буфера, содержащим 300 мкл 6 М гуанидинтиоцианата натрия и 300 мкл фенола, забуференного Tris-HCl, pH 8,0, и перемешивают на вортексе в течение 10 с. Для лизирования клеток грибов пробы инкубируют в течение 30 мин при температуре 95 ⁰С. После этого образец центрифугируют на микроцентрифуге при 12000 об/мин в течение 10 с для осаждения конденсата. Затем к пробе добавляли 300 мкл хлороформа, перемешивают и центрифугируют в течение 5 мин при 12000 об/мин. После центрифугирования верхнюю водную фазу переносят в чистую микроцентрифужную пробирку и добавляют 0,1 объема 3M ацетата натрия и равный объем изопропанола для осаждения ДНК. Смесь перемешивают и выдерживают 1 час при –20 ⁰С. После осаждения ДНК пробы центрифугируют при 12000 об/мин в течение 15 мин, отбирают супернатант. Осадок дважды промывают 500 мкл раствора для отмывки 1, содержащего 10 мМ Трис, 50 мМ NaCl и 70 % этанола. После этого осадок высушивают при температуре 60 ⁰С в течение 10 мин и растворяют в 100 мкл ТЕ-буфера. Супернатант используют для постановки ПЦР.

Выделение ДНК из проб почвы и воды проводится путем гуанидинтиоцианат-фенол-хлороформной депротеинизации с последующей очисткой ДНК методом нуклеосорбции. Подготовленные пробы почвы и воды в объеме 100 мкл смешивают с лизирующим буфером, содержащим 300 мкл 6 М гуанидинтиоцианата натрия и 300 мкл фенола, забуференного Tris-HCl, pH 8,0, лизис клеток проводят при 95 ⁰С в течение 30 мин. После этого образец центрифугируют на микроцентрифуге при 12000 об/мин в течение 10 с для осаждения конденсата.

Затем к пробе добавляют 300 мкл хлороформа, перемешивают и центрифугируют на микроцентрифуге при 12000 об/мин в течение 5 мин, после чего верхнюю водную фазу переносят в чистую микроцентрифужную пробирку и экстрагируют равным объемом хлороформа. Этот этап повторяют 2 раза. Центрифугируют в течение 5 мин при 12000 об/мин.

Далее верхнюю водную фазу переносят в чистую микроцентрифужную пробирку и добавляют 20 мкл раствора сорбента, содержащего 10мМ Трис, 2 мМ ЭДТА, рН 8,0 и 10 мкг сорбента SiO₂, который предварительно тщательно перемешивают на вортексе. Пробы инкубируют при температуре 60 ⁰С в течение 10 мин, периодически встряхивая на вортексе для лучшей сорбции ДНК.

Затем пробы центрифугируют при 12000 об/мин на микроцентрифуге в течение 30 с, отбирают супернатант, а к осадку добавляют 100 мкл 4 М раствора гуанидинтиоцианата натрия. Содержимое перемешивают до гомогенного состояния в течение 10-20 с на вортексе, центрифугируют на микроцентрифуге в том же режиме и отбирают супернатант. К осадку добавляют 500 мкл раствора для отмывки 1, содержащего 10 мМ Трис, 50 мМ NaCl и 70 % этанола, перемешивают на вортексе и центрифугируют при 12000 об/мин на микроцентрифуге в течение 30 с. Процедуру отмывки повторяют, после чего осадок высушивают при температуре 60 ⁰С в течение 10 мин. Для растворения ДНК к осадку добавляют 100 мкл ТЕ-буфера, выдерживают при температуре 60 ⁰С в течение 10 мин, периодически встряхивая на вортексе. По окончании процедуры десорбции взвесь центрифугируют при 12000 об/мин на микроцентрифуге в течение 1-2 мин и отбирают супернатант для проведения ПЦР.

Для выделения ДНК возбудителей особо опасных микозов из крови используют такой же метод выделения, как и для экстракции и очистки ДНК из почвы, за исключением того, что перед этапом подсушивания осадок ДНК дополнительно промывают 500 мкл ацетона, перемешивают на вортексе и центрифугируют 12000 об/мин на микроцентрифуге в течение 30 с, после чего высушивают при температуре 60 ⁰С в течение 10 мин и растворяют в 100 мкл ТЕ-буфера.

При исследовании секционного материала часть биоптата (печень, селезенка, легкое, сердце) массой около 30 мг растирают тефлоновым гомогенизатором в микроцентрифужной пробирке объемом 1,5 мл с 300 мкл 6 М гуанидинтиоцианата натрия, затем добавляют 300 мкл фенола, забуференного Tris-HCl, pH 8,0, перемешивают на вортексе и инкубируют в течение 30 мин при температуре 95 ⁰С. Далее выделение ДНК проводят так же, как и с пробами крови.