Monitorare la diffusione del virus Chikungunya

Il virus Chikungunya (CHIKV) è diventato una delle principali preoccupazioni sanitarie in diverse parti del mondo negli ultimi vent'anni. Questo virus viene principalmente diffuso dalle zanzare e ha raggiunto diversi continenti, portando all'emergere di diversi tipi o genotipi del virus. I principali genotipi includono le linee dell'Africa occidentale, dell'Africa orientale-centro-sud, asiatica e dell'Oceano Indiano.

Di recente, il CHIKV è stato trovato sempre più in molti paesi africani. La maggior parte dei focolai in Africa è stata ricondotta al genotipo dell'Africa orientale-centro-sud. Tuttavia, il genotipo dell'Africa occidentale è stato responsabile di molti focolai in Africa occidentale. Nuove scoperte mostrano che questo genotipo si sta diffondendo, con recenti rilevazioni in zanzare in posti come la Cina. Attualmente, l'Africa occidentale sta affrontando un grande focolaio di CHIKV, in particolare in paesi come il Senegal e il Burkina Faso, che stanno vivendo i loro casi più alti mai registrati.

#Focolai attuali e necessità di monitoraggio

Il ceppo che causa il focolaio in Senegal appartiene al genotipo dell'Africa occidentale e stanno apparendo nuove mutazioni che potrebbero influenzare il comportamento del virus negli ospiti e come si diffonde. Questa situazione richiede un sistema per monitorare continuamente i cambiamenti genetici del virus mentre si diffonde.

Durante la pandemia di COVID-19, i metodi di test genetico sono stati migliorati, consentendo un migliore tracciamento dei virus, incluso il SARS-CoV-2. Questo ha portato a nuovi modi per analizzare il patrimonio genetico dei virus in modo tempestivo anche nei paesi a basso reddito in Africa. In questo contesto, abbiamo sviluppato un metodo utilizzando un approccio specifico chiamato Sequenziamento dell'intero genoma (WGS) per il genotipo dell'Africa occidentale del CHIKV. Questo nuovo metodo aiuterà a studiare il virus durante la sua continua diffusione.

#Progettazione dei Primer per il sequenziamento genetico

Per comprendere e monitorare meglio il CHIKV, sono stati creati primer specifici per analizzare il genotipo dell'Africa occidentale. I primer sono brevi filamenti di DNA che aiutano a identificare e amplificare parti specifiche del codice genetico del virus. Abbiamo usato tutte le sequenze disponibili del genotipo dell'Africa occidentale e i dati del focolaio corrente in Senegal per progettare questi primer.

I primer sono stati preparati in pool per consentire di catturare sequenze genetiche più lunghe, con aree sovrapposte per garantire una copertura completa del materiale genetico. Questo metodo è stato importante per creare rappresentazioni accurate del genoma del virus.

#Raccolta e test dei campioni

Sono stati prelevati campioni umani da persone risultate positive al CHIKV durante il focolaio in Senegal. I campioni sono stati scelti in base al loro carico virale, che indica quanto virus è presente nel sangue.

Abbiamo utilizzato un sistema speciale per estrarre il materiale genetico da questi campioni. Successivamente, è stato effettuato un test specificamente progettato per il CHIKV per confermare la presenza del virus prima di ulteriori analisi genetiche.

#Amplificazione del materiale genetico

Una volta isolato il materiale genetico, è stato convertito in DNA complementare (cDNA). Questo è un processo comune utilizzato nell'analisi genetica. Il cDNA è stato quindi amplificato utilizzando un metodo chiamato multiplex PCR, che consente di copiare più regioni del materiale genetico contemporaneamente.

Questa amplificazione è stata effettuata per creare due set di materiale genetico: uno con sezioni più corte (400 bp) e un altro con sezioni più lunghe (1.200 bp). Entrambi sono stati preparati per il sequenziamento.

#Sequenziamento dei dati genetici

Il passo successivo è stato creare librerie dal materiale genetico amplificato. Sono state utilizzate diverse piattaforme per il sequenziamento, tra cui le tecnologie Illumina e Oxford Nanopore. Le librerie sono state processate per prepararle al sequenziamento, che ha comportato un passaggio di pulizia e quantificazione per garantire la giusta concentrazione di DNA.

Il sequenziamento è stato effettuato utilizzando strumenti specifici per ciascuna piattaforma. Il sequenziamento Illumina ha consentito di ottenere dati di alta qualità con un numero elevato di letture, mentre il sequenziamento Oxford Nanopore ha offerto flessibilità con letture più lunghe. Entrambe le tecnologie sono state in grado di fornire una copertura completa dei genomi del CHIKV.

#Analisi dei dati di sequenziamento

Dopo il sequenziamento, i dati grezzi raccolti sono stati analizzati utilizzando strumenti software specifici. Questo ha comportato il controllo della qualità delle sequenze e il loro allineamento a genomi di riferimento noti del CHIKV. Da questa analisi, siamo stati in grado di visualizzare relazioni e differenze tra i campioni.

I risultati hanno mostrato che la maggior parte delle sequenze si raggruppava in base al campione, indipendentemente dal metodo di sequenziamento utilizzato. Questo indica che entrambi i metodi sono affidabili per monitorare il virus.

#Confronto tra schemi di ampliconi corti e lunghi

Il materiale genetico è stato elaborato utilizzando due approcci diversi: uno per ampliconi corti e uno per ampliconi lunghi. Entrambi i metodi sono stati validati con Campioni clinici confermati come positivi al CHIKV. La qualità dei dati ottenuti è stata coerente in entrambi i metodi, dimostrando che ognuno poteva catturare efficacemente le informazioni genetiche necessarie.

Il sequenziamento degli ampliconi corti con Illumina ha fornito i dati migliori, mentre il sequenziamento degli ampliconi lunghi con Oxford Nanopore ha offerto un risultato complessivo leggermente migliore in alcuni casi. Tuttavia, entrambi i metodi hanno prodotto risultati coerenti, dimostrando che possono essere utilizzati in modo intercambiabile per monitorare il CHIKV.

#Importanza dei risultati

Questo studio mette in evidenza l'urgente necessità di metodi affidabili per monitorare il CHIKV mentre si diffonde ed evolve. Con i recenti focolai causati dal genotipo dell'Africa occidentale, avere strumenti che possano adattarsi alle esigenze attuali è fondamentale.

I metodi sviluppati qui possono aiutare a tenere traccia del virus e dei suoi cambiamenti in tempo reale, il che è vitale per gli sforzi di salute pubblica. Poiché la situazione con il CHIKV rimane fluida, i nostri risultati contribuiscono a una migliore comprensione del virus e a come possa essere monitorato e gestito in modo efficace.

#Conclusione

In sintesi, il lavoro svolto qui stabilisce un quadro per monitorare il genotipo dell'Africa occidentale del CHIKV utilizzando tecniche di sequenziamento avanzate. Abbiamo dimostrato che sia gli schemi di ampliconi corti che quelli lunghi possono produrre dati genomici affidabili. Man mano che i focolai continuano, avere questi strumenti disponibili aiuterà a gestire efficacemente la risposta sanitaria pubblica. La capacità di analizzare rapidamente e comprendere i cambiamenti genetici del virus è essenziale per affrontare le sfide in corso poste dai focolai di CHIKV.