Primer aislamiento y caracterización de la cepa prototipo del virus SARS-CoV-2 a inicios de la pandemia de la COVID-19 en el Perú

Introducción: Actualmente los contagios por el virus del SARS-CoV-2 supera los 600 millones de casos en el mundo. Objetivo: Aislar y caracterizar el virus SARS-CoV-2 causante de la COVID-19 a inicios de la pandemia en el Perú. Materiales y métodos: Se realizó el aislamiento viral a partir de 20 muestras de hisopado nasal y faríngeo positivas a SARS-CoV-2 por RT-PCR. El aislamiento se realizó en las líneas celulares Vero ATCC CCL-81 y Vero E6, evaluando el efecto citopático, la presencia del virus por RT-PCR, inmunofluorescencia indirecta (IFI) y posterior identificación por secuenciación genómica. Posteriormente, uno de los aislamientos de mayor circulación fue seleccionado y denominado cepa prototipo (PE/B.1.1/28549/2020), realizándose 10 pasajes sucesivos en células Vero ATCC CCL-81 para evaluar la dinámica de mutaciones. Resultados: Se observaron 11 aislamientos de virus por efecto citopático confirmándose por RT-PCR e IFI, de los cuales 6 fueron secuenciados identificándose los linajes B.1, B.1.1, B.1.1.1 y B.1.205, según el comité Pango de los genomas. La cepa prototipo corresponde a la variante B.1.1 y el análisis de las secuencias de los pasajes sucesivos mostró mutaciones a nivel de la proteína de la espiga (S) del virus, sin variación en la identidad del linaje. Conclusiones: Se aislaron 4 linajes en la línea celular Vero ATCC CCL-81. Los subcultivos en la misma línea celular muestran mutaciones en la proteína de la espiga, lo que indica mayor adaptabilidad a la célula hospedera y variación de la patogenicidad in vitro, comportamiento que le permite tener más éxito de supervivencia.

Introduction: Currently, infections caused by the SARS-CoV-2 virus exceed 600 million cases in the world. Objective: Isolation and characterization of the SARS-CoV-2 virus causing COVID-19 at the beginning of the pandemic in Peru. Materials and methods: Twenty nasal and pharyngeal swab samples were isolated from SARS-CoV-2 using two cell lines, Vero ATCC CCL-81 and Vero E-6; virus identification was performed by RT-PCR and the onset of cytopathic effect (CPE) was evaluated by indirect immunofluorescence and subsequent identification by genomic sequencing. One of the most widely circulating isolates were selected and named the prototype strain (PE/B.1.1/28549/2020). Then 10 successive passages were performed on Vero ATCC CCL-81 cells to assess mutation dynamics. Results: We detected 11 virus isolates by cytopathic effect, and subsequently confirmed by RT-PCR and indirect immunofluorescence. Of these, six were sequenced and identified as the lineages B.1, B.1.1, B.1.1.1, and B.1.205 according to the Pango lineage nomenclature. The prototype strain corresponded to lineage B.1.1. The analysis of the strains from the successive passages showed mutations mainly at in the spike (S) protein of the virus without variation in the identity of the lineage. Conclusions: Four lineages were isolated in the Vero ATCC CCL-81 cell line. Subcultures in the same cell line show mutations in the spike protein indicating greater adaptability to the host cell and variation in pathogenicity in vitro, a behavior that allows it to have more survival success.

Estandarización y validación de una prueba molecular RT-LAMP in house para el diagnóstico de SARS-CoV-2 / Standardization and validation of an in house RT-LAMP molecular test for the diagnosis of SARS-CoV-2

RESUMEN Objetivos: Estandarizar una prueba RT-LAMP in house para la detección de SARS-CoV-2 y validarla con muestras de laboratorio y de campo en pacientes con sospecha clínica de COVID-19. Materiales y métodos: Se estandarizó una prueba molecular RT-LAMP in house para la detección de SARS-CoV-2 estableciéndose el límite de detección con células Vero de cepas peruanas aisladas de SARS-CoV-2. Se validó la prueba en laboratorio con 384 muestras de hisopado nasal y faríngeo (HNF) obtenidas entre marzo y julio de 2020. Para la validación de campo se obtuvieron muestras de HNF de 383 casos sintomáticos sospechosos de COVID-19. Todas las muestras fueron evaluadas por RT-LAMP y RT-qPCR. Para la validación de laboratorio y de campo se consideró como estándar de referencia al RT-qPCR, se calcularon medidas de concordancia y rendimiento diagnóstico. Resultados: El límite de detección fue consistente en los casos con umbral de ciclo (Ct) Ct < 30 en ambas pruebas, mostrando eficiencia para detectar hasta 1000 copias/µL del gen diana. Se evidenció robustez con la mitad de las concentraciones de cebadores y 20 µL de volumen final. Se identificó ausencia de amplificación para otros coronavirus humanos. La concordancia en laboratorio obtuvo un Kappa de 0,88 (IC 95%: 0,83-0,93) y en campo fue de 0,89 (IC 95%: 0,84−0,94); la sensibilidad en laboratorio fue de 87,4% (IC 95%: 80,8−92,4) y en campo fue de 88,1% (IC 95%: 81,6−92,9), la especificidad en ambos escenarios fue de 98,8% (IC 95%: 96,4−99,7). Conclusiones: La prueba RT-LAMP in house fue validada por presentar una adecuada robustez, sin reacciones cruzadas, buena concordancia y rendimiento diagnóstico comparado con el RT-qPCR.

ABSTRACT Objectives: To standardize and validate an in-house RT-LAMP test for the detection of SARS-CoV-2, based on laboratory and field assays using samples from COVID-19 suspected patients. Materials and methods: An in-house SARS-CoV-2 RT-LAMP molecular test was standardized, establishing the detection limit with Vero cells of isolated Peruvian strains of SARS-CoV-2, and the robustness to various concentrations of primers. The laboratory validation was performed with 384 nasal and pharyngeal swab samples (UFH) obtained between March and July 2020. The field validation was performed with 383 UFH obtained from COVID-19 suspected symptomatic cases. All samples were tested by RT-LAMP and RT-qPCR. The RT-qPCR was considered as the reference standard test. The concordance measures and diagnostic performance were calculated. Results: The detection limit was consistent in cases with Ct <30 in both tests, showing efficiency to detect up to 1000 copies/μL of the target gene. Robustness was evidenced with half of the primer concentrations and 20 μL of final volume. Absence of amplification was identified for other HCoVs. Concordance showed a kappa index of 0.88 (95% CI: 0.83-0.93) and 0.89 (95% CI: 0.84 - 0.94) in laboratory and field settings, respectively. The sensitivity value in the laboratory was 87.4% (95% CI: 80.8 - 92.4) and 88.1% in the field (95% CI: 81.6 - 92.9). The specificity value in both settings was 98.8% (95% CI: 96.4-99.7). Conclusions: The in-house SARS-CoV-2 RT-LAMP test was successfully validated based on its adequate robustness, no cross-reactions, good concordance, and diagnostic performance compared to RT-qPCR.

Estandarización y validación de una prueba molecular RT-LAMP in house para el diagnóstico de SARS-CoV-2 / Standardization and validation of an in house RT-LAMP molecular test for the diagnosis of SARS-CoV-2

RESUMEN Objetivos: Estandarizar una prueba RT-LAMP in house para la detección de SARS-CoV-2 y validarla con muestras de laboratorio y de campo en pacientes con sospecha clínica de COVID-19. Materiales y métodos: Se estandarizó una prueba molecular RT-LAMP in house para la detección de SARS-CoV-2 estableciéndose el límite de detección con células Vero de cepas peruanas aisladas de SARS-CoV-2. Se validó la prueba en laboratorio con 384 muestras de hisopado nasal y faríngeo (HNF) obtenidas entre marzo y julio de 2020. Para la validación de campo se obtuvieron muestras de HNF de 383 casos sintomáticos sospechosos de COVID-19. Todas las muestras fueron evaluadas por RT-LAMP y RT-qPCR. Para la validación de laboratorio y de campo se consideró como estándar de referencia al RT-qPCR, se calcularon medidas de concordancia y rendimiento diagnóstico. Resultados: El límite de detección fue consistente en los casos con umbral de ciclo (Ct) Ct < 30 en ambas pruebas, mostrando eficiencia para detectar hasta 1000 copias/µL del gen diana. Se evidenció robustez con la mitad de las concentraciones de cebadores y 20 µL de volumen final. Se identificó ausencia de amplificación para otros coronavirus humanos. La concordancia en laboratorio obtuvo un Kappa de 0,88 (IC 95%: 0,83-0,93) y en campo fue de 0,89 (IC 95%: 0,84−0,94); la sensibilidad en laboratorio fue de 87,4% (IC 95%: 80,8−92,4) y en campo fue de 88,1% (IC 95%: 81,6−92,9), la especificidad en ambos escenarios fue de 98,8% (IC 95%: 96,4−99,7). Conclusiones: La prueba RT-LAMP in house fue validada por presentar una adecuada robustez, sin reacciones cruzadas, buena concordancia y rendimiento diagnóstico comparado con el RT-qPCR.

ABSTRACT Objectives: To standardize and validate an in-house RT-LAMP test for the detection of SARS-CoV-2, based on laboratory and field assays using samples from COVID-19 suspected patients. Materials and methods: An in-house SARS-CoV-2 RT-LAMP molecular test was standardized, establishing the detection limit with Vero cells of isolated Peruvian strains of SARS-CoV-2, and the robustness to various concentrations of primers. The laboratory validation was performed with 384 nasal and pharyngeal swab samples (UFH) obtained between March and July 2020. The field validation was performed with 383 UFH obtained from COVID-19 suspected symptomatic cases. All samples were tested by RT-LAMP and RT-qPCR. The RT-qPCR was considered as the reference standard test. The concordance measures and diagnostic performance were calculated. Results: The detection limit was consistent in cases with Ct <30 in both tests, showing efficiency to detect up to 1000 copies/μL of the target gene. Robustness was evidenced with half of the primer concentrations and 20 μL of final volume. Absence of amplification was identified for other HCoVs. Concordance showed a kappa index of 0.88 (95% CI: 0.83-0.93) and 0.89 (95% CI: 0.84 - 0.94) in laboratory and field settings, respectively. The sensitivity value in the laboratory was 87.4% (95% CI: 80.8 - 92.4) and 88.1% in the field (95% CI: 81.6 - 92.9). The specificity value in both settings was 98.8% (95% CI: 96.4-99.7). Conclusions: The in-house SARS-CoV-2 RT-LAMP test was successfully validated based on its adequate robustness, no cross-reactions, good concordance, and diagnostic performance compared to RT-qPCR.

Desarrollo y validación del método de amplificación isotérmica mediada en lazo para la detección del virus Zika / Development and validation of loop-mediated isothermal amplification for the detection of the Zika virus

RESUMEN Se desarrolló un método de amplificación isotérmica mediada en lazo de transcriptasa inversa (RT-LAMP) para detectar Zika. Los primers se diseñaron basándose en la región NS5 de 64 genomas completos. Se usó reactivo LAMP liofilizado. Inicialmente, se probaron siete arbovirus diferentes y solo las muestras de Zika resultaron positivas. Además, las diluciones seriadas de una de los ARN de Zika se compararon mediante RT-LAMP y qRT-PCR, demostrando que RTLAMP es 1000 veces más sensible. También se evaluó 300 muestras de suero usando RT-LAMP y los resultados se compararon con los métodos de qRT-PCR estándar y obtuvimos un 99,3% (IC95%: 97,7 - 100,0) de sensibilidad, 100% (IC95%: 99,7 - 100,0) de especificidad, 100% (IC95%: 99,7 -100,0) de valor predictivo positivo y 99,3% (IC95%: 97,7 - 100,0) de valor predictivo negativo. En conclusión, este método brinda una alternativa de bajo costo, alto rendimiento, viabilidad y confiabilidad para el diagnóstico rápido de Zika en instalaciones de atención primaria de salud.

ABSTRACT A Reverse Transcription Loop-mediated Isothermal Amplification (RT-LAMP) method was developed to detect Zika. The primers were designed based on the NS5 region of 64 complete genomes. Lyophilized LAMP reagent was used. Initially, seven different arboviruses were tested and only Zika samples tested positive. Additionally, serial dilutions of one of Zika's RNA were compared using RT-LAMP and qRT-PCR, demonstrating that RT-LAMP is 1,000 times more sensitive. We also evaluated 300 serum samples with RT-LAMP comparing the results with standard qRT-PCR methods, and we obtained a 99.3% sensitivity, 100% specificity, 100% positive predictive value, and 99.3% negative predictive value. In conclusion, this method provides a low-cost, high-performance, viable, and reliable alternative for the rapid diagnosis of Zika in primary health-care facilities.