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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/51705
OPTIMIZATION AND CLINICAL VALIDATION OF COLORIMETRIC REVERSE TRANSCRIPTION LOOP-MEDIATED ISOTHERMAL AMPLIFICATION, A FAST, HIGHLY SENSITIVE AND SPECIFIC COVID-19 MOLECULAR DIAGNOSTIC TOOL THAT IS ROBUST TO DETECT SARS-COV-2 VARIANTS OF CONCERN
Author
Alves, Pedro Augusto
Oliveira, Ellen Gonçalves de
Luiz, Ana Paula Moreira Franco
Almeida, Letícia Trindade
Gonçalves, Amanda Bonoto
Borges, Iara Apolinário
Rocha, Flávia de S
Rocha, Raissa Prado
Bezerra, Matheus Filgueira
Miranda, Pâmella
Capanema, Flávio Diniz
Martins, Henrique Resende
Weber, Gerald
Teixeira, Santuza Maria Ribeiro
Wallau, Gabriel Luz
Monte Neto, Rubens Lima do
Oliveira, Ellen Gonçalves de
Luiz, Ana Paula Moreira Franco
Almeida, Letícia Trindade
Gonçalves, Amanda Bonoto
Borges, Iara Apolinário
Rocha, Flávia de S
Rocha, Raissa Prado
Bezerra, Matheus Filgueira
Miranda, Pâmella
Capanema, Flávio Diniz
Martins, Henrique Resende
Weber, Gerald
Teixeira, Santuza Maria Ribeiro
Wallau, Gabriel Luz
Monte Neto, Rubens Lima do
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Rene Rachou. Belo Horizonte, MG, Brasil/ Universidade Federal de Minas Gerais. Centro de Tecnologia em Vacinas. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Rene Rachou. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Rene Rachou. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Rene Rachou. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Rene Rachou. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Rene Rachou. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Rene Rachou. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Centro de Tecnologia em Vacinas. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Aggeu Magalhães. Departamento de Microbiologia. Recife, PE, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Departamento de Física. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Fundação Hospitalar do Estado de Minas Gerais. Núcleo de Inovação Tecnológica. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Visuri Equipamentos e Serviços. Belo Horizonte, MG, Brasil / Universidade Federal de Minas Gerais. Departamento de Engenharia Elétrica. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Departamento de Física. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Centro de Tecnologia em Vacinas. Belo Horizonte, MG, Brasil
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Aggeu Magalhães. Departamento de Entomologia e Núcleo de Bioinformática. Recife, PE, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Rene Rachou. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Rene Rachou. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Rene Rachou. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Rene Rachou. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Rene Rachou. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Rene Rachou. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Rene Rachou. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Centro de Tecnologia em Vacinas. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Aggeu Magalhães. Departamento de Microbiologia. Recife, PE, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Departamento de Física. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Fundação Hospitalar do Estado de Minas Gerais. Núcleo de Inovação Tecnológica. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Visuri Equipamentos e Serviços. Belo Horizonte, MG, Brasil / Universidade Federal de Minas Gerais. Departamento de Engenharia Elétrica. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Departamento de Física. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Centro de Tecnologia em Vacinas. Belo Horizonte, MG, Brasil
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Aggeu Magalhães. Departamento de Entomologia e Núcleo de Bioinformática. Recife, PE, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Rene Rachou. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Abstract
The coronavirus disease 2019 (COVID-19) pandemic unfolded due to the widespread severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) transmission reinforced the urgent need for affordable molecular diagnostic alternative methods for massive testing screening. We present the clinical validation of a pH-dependent colorimetric reverse transcription loop-mediated isothermal amplification (RT-LAMP) for SARS-CoV-2 detection. The method revealed a limit of detection of 19.3 ± 2.7 viral genomic copies/μL when using RNA extracted samples obtained from nasopharyngeal swabs collected in guanidine-containing viral transport medium. Typical RT-LAMP reactions were performed at 65°C for 30 min. When compared to reverse transcriptase-quantitative polymerase chain reaction (RT-qPCR), up to cycle-threshold (Ct) value 32, RT-LAMP presented 98% [95% confidence interval (CI) = 95.3-99.5%] sensitivity and 100% (95% CI = 94.5-100%) specificity for SARS-CoV-2 RNA detection targeting E and N genes. No cross-reactivity was detected when testing other non-SARS-CoV virus, confirming high specificity. The test is compatible with primary RNA extraction-free samples. We also demonstrated that colorimetric RT-LAMP can detect SARS-CoV-2 variants of concern and variants of interest, such as variants occurring in Brazil named gamma (P.1), zeta (P.2), delta (B.1.617.2), B.1.1.374, and B.1.1.371. The method meets point-of-care requirements and can be deployed in the field for high-throughput COVID-19 testing campaigns, especially in countries where COVID-19 testing efforts are far from ideal to tackle the pandemics. Although RT-qPCR is considered the gold standard for SARS-CoV-2 RNA detection, it requires expensive equipment, infrastructure, and highly trained personnel. In contrast, RT-LAMP emerges as an affordable, inexpensive, and simple alternative for SARS-CoV-2 molecular detection that can be applied to massive COVID-19 testing campaigns and save lives.
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