Please use this identifier to cite or link to this item:
https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/66173
DESENVOLVIMENTO DE DIFERENTES ENSAIOS UTILIZANDO A TÉCNICA "LOOP-MEDIATED ISOTHERMAL AMPLIFICATION" E AVALIAÇÃO DE ACURÁCIA PARA O DIAGNÓSTICO DA LEISHMANIOSE CUTÂNEA
Soares, Arthur Ribeiro Cheloni | Date Issued:
2022
Advisor
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil.
Abstract in Portuguese
As técnicas recomendadas pelo Ministério da Saúde/Brasil para o diagnóstico da leishmaniose cutânea (LC) apresentam limitações de acurácia, tempo de execução e complexidade laboratorial. Há uma demanda crescente por testes de fácil execução e alto desempenho para o diagnóstico de doenças negligenciadas. O desenvolvimento desses testes visa a possibilidade de implantação em serviços básicos de saúde, favorecendo um diagnóstico rápido e preciso, o que contribui para o tratamento dos pacientes. Entre as técnicas com possível aplicação no diagnóstico da LC destacam-se os testes moleculares baseados no método “loop-mediated isothermal amplification – LAMP”. O principal objetivo foi desenvolver e avaliar novos testes de LAMP para o diagnóstico de LC no Brasil. Este estudo compreendeu duas etapas consecutivas, sendo que na primeira etapa foi realizada a padronização e estabelecido os valores de limite de detecção, especificidade analítica e reprodutibilidade da interpretação visual. Na segunda etapa, a acurácia diagnóstica dos diferentes ensaios de LAMP foi avaliada em painel de amostras de biópsia, com 60 casos e 40 controles de LC. Foram padronizados três testes de LAMP utilizando os alvos moleculares Hsp70, kDNA e 18S. O limite de detecção para os ensaios LAMP-Leish/Hsp70, LAMP-Leish/kDNA e LAMP-Leish/18S foi, respectivamente, de 100 fg, 1 pg e 100 pg. Na avaliação de especificidade analítica, LAMP-Leish/Hsp70 amplificou somente DNA do gênero Leishmania, enquanto LAMP-Leish/kDNA não foi capaz de reconhecer todas as espécies de Leishmania avaliadas. Os primers do conjunto LAMP-Leish/18S amplificaram DNA de Trypanosoma cruzi e Sporothrix schenckii, o que inviabilizou sua inclusão na análise de validação com amostras de painel. O teste LAMP-Leish/Hsp70 apresentou sensibilidade superior (86,7%) usando a PCR kDNA como referência, comparado a 42% do LAMP-Leish/kDNA (p<0,0001). Ambos os testes apresentaram 100% de especificidade. A acurácia do teste LAMP-Leish/Hsp70 foi de 92% (IC 95%: 84,9-96,5), contra 65% (IC 95%: 54,8-74,3) do teste LAMP-Leish/kDNA. Foi obtida uma concordância perfeita (k = 1) em relação à reprodutibilidade da interpretação visual dos resultados em ambos os ensaios. Não houve diferença significativa na taxa de positividade dos testes em relação ao tempo de evolução da lesão. Na análise de taxa de positividade considerando a carga parasitária, o teste LAMP-Leish/Hsp70 não apresentou diferença significativa (p = 0,54), enquanto que o teste LAMP-Leish/kDNA demonstrou uma taxa de positividade de 64,7% em amostras com alta carga parasitária e 32,6% em amostras com baixa carga (p = 0,02). O teste LAMP-Leish/Hsp70 apresentou resultados analíticos e de desempenho clínico satisfatórios. Os resultados encontrados representam a possibilidade de ampliar a disponibilidade de um método diagnóstico rápido, simples e confiável para LC, com potencial de uso em laboratórios de unidades básicas de saúde.
Abstract
The protocols recommended by the brazilian Ministry of Health for diagnosing cutaneous leishmaniasis (CL) show limitations in terms of accuracy, execution time and laboratory complexity. The development of simple and more efficient tests are in high demand as to ease the diagnosis of neglected diseases.These tests are developed with the goal of being used in basic health services, promoting a quicker and more accurate diagnosis, which contributes to the treatment of patients. Among the methods with possible application in the diagnosis of CL, nucleic acid tests based on the “loop-mediated isothermal amplification – LAMP” technique stand out. The main goal of this project was to develop and evaluate new LAMP assays for diagnosing CL in Brazil. This was a two part study, the first part comprising standardization of the test and the analytical evaluation of the following parameters: detection limit, analytical specificity and reproducibility of the visual analysis. In the second stage, the diagnostic accuracy of each test was evaluated using biopsy samples of 60 cases and 40 non-cases. Three LAMP essays were standardized, one for each Hsp70, kDNA and 18S Leishmania sp. loci. The detection limit for the LAMP-Leish/Hsp70, LAMP-Leish/kDNA and LAMP-Leish/18S were 100 fg, 1 pg and 100 pg, respectively. In regards to specificity evaluation, LAMP-Leish/Hsp70 amplified DNA from all species in the genus Leishmania and none other tested, while LAMP-Leish/kDNA was not able to identify all species from the genus. The LAMP-Leish/18S primer set amplified DNA present in Trypanosoma cruzi and Sporothrix schenckii samples, making its inclusion in the next stages unfeasible. The LAMP-Leish/Hsp70 essay showed higher sensitivity (86,7%) against kDNA PCR, compared to 42% for LAMP-Leish/kDNA (p<0,0001). Both tests showed 100% specificity. Accuracy for the LAMP-Leish/Hsp70 test was 92% (IC 95%: 84,9-96,5), against 65% (IC 95%: 54,8-74,3) for LAMP-Leish/kDNA. In regards to the reproducibility of the visual interpretation, a perfect agreement score (k = 1) was obtained. No statistically significant difference was observed between test positivity and time since onset of skin lesion. As for positivity compared to parasitic load, LAMP-Leish/Hsp70 showed no significative difference (p = 0,54) between high and low parasitic load samples, while LAMP-Leish/kDNA showed 64,7% positivity on high parasitic load samples and 32,6% in low ones (p = 0,02). The LAMP-Leish/Hsp70 test showed satisfactory results regarding analytical specificity and sensitivity as well as clinical performance. The data obtained represent the possibility of expanding the availability of a quick, simple and reliable diagnostic method for CL to a wider population through its use in basic health units.
Share