Come funzionano i tamponi (rapidi e non) per SARS-CoV-2

Se un anno fa mi avessero detto che le nostre conversazioni quotidiane avrebbero avuto come parole chiave “virus, PCR, tampone, anticorpi” non ci avrei mai creduto, e invece (ahinoi!) questi argomenti stanno dominando il 2020.

Visto che tutti ne parlano, ma molti fanno ancora confusione, ecco qui le differenze tra “tamponi” e “tamponi rapidi” (come vengono chiamati colloquialmente).

Il tampone in sé e per sé non è altro che il bastoncino di cotone con cui viene raccolto il materiale presente nella cavità nasale o oro-faringea.

La differenza sta nel modo in cui il materiale prelevato viene analizzato.

Nel caso dei tamponi di cui abbiamo sentito parlare dall’inizio della pandemia viene ricercato il materiale genetico del virus:

  • Dal campione prelevato con il tampone viene estratto l’RNA (ricordiamo che il genoma di SARS-CoV-2 non è fatto di DNA bensì di RNA)
  • L’RNA che viene “trasformato” in DNA in laboratorio mediante una reazione chiamata retro trascrizione
  • Il DNA così ottenuto viene copiato moltissime volte tramite PCR (reazione a catena della polimerasi), che ci consente di rilevare anche quantità molto piccole di DNA.
  • Se il paziente da cui è stato prelevato il campione non ha il virus, non ci sarà nessun DNA da copiare e il risultato sarà negativo. Ma se nel campione è presente anche una sola copia di RNA virale, la retro trascrizione e la PCR saranno in grado di riconoscerla e amplificarla, e il risultato del test sarà positivo.

Quando si parla di tamponi rapidi ci si riferisce invece alla ricerca nel campione delle proteine del virus (antigeni). Il funzionamento è simile a quello dei test sierologici (vedi questo post), ma in questo caso sulla membrana del dispositivo sono immobilizzati degli anticorpi specifici contro le proteine di SARS-CoV-2:

  • Ad una estremità del dispositivo è presente un pozzetto in cui viene deposto il materiale prelevato con il tampone
  • Il campione inizierà a muoversi per capillarità lungo la striscia di resina, e incontrerà in una porzione di essa (la camera di coniugazione) degli anticorpi specifici per proteine del virus coniugati a delle particelle d’oro colloidale che hanno un colore rosa-rossastro.
  • Se nel campione sono presenti gli antigeni virali, questi si uniranno agli anticorpi e li trascineranno con sé mentre continuano a muoversi per capillarità lungo la striscia fino a quando non incontreranno degli altri anticorpi contro gli stessi antigeni, immobilizzati sul dispositivo.
  • Gli antigeni del virus si troveranno così intrappolate in un “sandwich” tra gli anticorpi immobilizzati sulla resina e quelli legati all’oro colloidale, e ciò determinerà la comparsa di una banda rossa, rendendo facilmente visibile la loro presenza o assenza.
  • L’intensità del colore della banda potrà indicarci se le proteine del virus presenti nel tampone sono più o meno abbondanti.

(Anche i test antigenici, come quelli sierologici, sono dotati di un controllo interno per assicurare la validità del risultato).

Mentre la PCR è in grado di individuare anche quantità molto piccole di materiale genetico, e quindi può essere usata in tutte le fasi dell’infezione, incluso sui pazienti asintomatici, la sensibilità dei test antigenici è decisamente inferiore (il risultato è positivo solo se è presente una quantità notevole di proteine). Per questo al momento i test antigenici vengono impiegati solo su pazienti sintomatici per confermare la causa dei sintomi, ma non sono un metodo ufficiale per lo screening: il risultato dei test antigenici deve essere confermato tramite PCR, che rimane l’unico metodo diagnostico ufficiale.

Sia la PCR che il test antigenico devono essere eseguiti da personale specializzato; non esistono ancora test autorizzati per l’auto diagnosi, anche se si sta cercando di sviluppare versioni più semplici dei test rapidi che possano essere eseguiti autonomamente a casa, nelle scuole o nei luoghi di lavoro (i primi dati del test antigenico salivare non sono però del tutto soddisfacenti).

Le caratteristiche principali di PCR e test antigenici a confronto.

Immagine creata con BioRender.com da Carla Usai

Bibliografia

Fast Coronavirus tests are coming, Guglielmi G., Nature 2020 https://www.nature.com/articles/d41586-020-02661-2

European Centre for Disease Prevention and Control: https://www.ecdc.europa.eu/sites/default/files/documents/Overview-rapid-test-situation-for-COVID-19-diagnosis-EU-EEA.pdf

Organizzazione Mondiale della Sanità: https://www.who.int/publications/i/item/antigen-detection-in-the-diagnosis-of-sars-cov-2infection-using-rapid-immunoassays

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