SARS-CoV-2 virüs antijeni belirlenmesi için yatay akış immün testinin geliştirilmesi

Abstract

COVID-19 pandemisi, yalnızca SARS-CoV-2'nin değil bulaşıcı hastalıkların yönetimi için hızlı, hassas ve spesifik tanı araçlarına olan ihtiyacı ortaya koymuştur. Pandemi süresince sağlık sistemleri büyük bir baskı altına girmiş ve hızlı tanı araçlarının önemi daha da belirgin hale gelmiştir. Yatay akış testleri (LFA) minimum ekipman gerektiren yapısı, hızlı sonuç verme kabiliyeti, kolay uygulama ve düşük maliyet gibi önemli avantajları ile pandemi süresince SARS-CoV-2 virüsünün tespitinde yaygın olarak tercih edilmiş ve kullanılmıştır. Bu testler, özellikle semptom göstermeyen bireylerin hızlı bir şekilde taranmasında ve salgın kontrolünde büyük bir rol oynamıştır. Bu tezde, virüs tespiti için antikor tabanlı LFA geliştirilmek üzere hibridoma teknolojisi kullanılarak SARS-CoV-2'nin nükleokapsid proteinine özgü monoklonal antikorlar üretilmiştir. Antikorların ve antikorların farklı formlarının sandviç LFA sistemlerinde algılama molekülleri olarak kullanım potansiyelleri araştırılmıştır. Çalışmada geliştirilen monoklonal antikorlar üç formda test edilmiştir: tam antikor yapısı, fisin ve papain enzimleri kullanılarak elde edilen Fab fragmanları ve antikor dizi analizi sonucu Kuzey sistematiğine göre seçilen CDR bölgelerinden sentezlenen peptitler. Antikorlar, Fab parçaları ve CDR peptitlerinin hem tespit edici hem de yakalayıcı antikor olarak kullanılabilirlikleri incelenmiştir. Tespit edici antikor olarak kullanılmak üzere işaretleyici nanopartiküller (altın nanopartiküller ve lateks boncuklar) ile konjuge edilmiş ve yakalayacı antikor olarak kullanılmak üzere ise nitroselüloz membranlara immobilize edilmiş ve virüs tespiti için performansları karşılaştırmalı olarak analiz edilmiştir. Fab fragmanları ve CDR peptitleri farklı kombinasyonlarda sisteme entegre edilmiş virüs tespiti yapılabilmiştir. En düşük tespit limiti monoklonal antikorlar ile oluşturulan LFA sisteminde elde edilmiştir. Geliştirilen yöntem, yalnızca SARS-CoV-2 değil, olası diğer patojenlerin tanısına yönelik araştırmalar için de bir temel oluşturmayı hedeflemektedir. Bu bağlamda, geliştirilen tanı araçlarının, gelecekte ortaya çıkabilecek yeni pandemilere karşı da etkili bir şekilde kullanılabileceği öngörülmektedir. Ayrıca, bu yöntemlerin sağlık sistemlerine entegrasyonu, bulaşıcı hastalıkların erken teşhisi ve kontrolü açısından büyük bir potansiyel taşımaktadır.The COVID-19 pandemic has highlighted the need for rapid, accurate, and specific diagnostic tools, not only for SARS-CoV-2 but also for the management of infectious diseases in general. During the pandemic, healthcare systems have come under immense pressure, making the importance of rapid diagnostic tools even more evident. Lateral flow assays (LFAs), with minimal equipment requirements, rapid result generation, ease of use, and low cost have been widely preferred and used for detecting the SARS-CoV-2 virus throughout the pandemic. These tests have played a significant role, particularly in the rapid screening of asymptomatic individuals and in controlling the spread of the virus. In this thesis, monoclonal antibodies specific to the nucleocapsid protein of SARS-CoV-2 were produced using hybridoma technology to develop antibody-based LFA for virus detection. The potential of antibodies and their different forms as sensing molecules in sandwich LFA systems was investigated. In the study, the developed monoclonal antibodies were tested in three forms: the full antibody structure, Fab fragments obtained using the enzymes ficin and papain, and peptides synthesized from the CDR regions selected according to the North systematic based on the antibody sequence analysis. The usability of antibodies, Fab fragments and CDR peptides as both detection and capture antibodies was investigated. They were conjugated with nanoparticles (gold nanoparticles and latex beads) to be used as detection antibodies and immobilized on nitrocellulose membranes to be used as capture antibodies and their performances for virus detection were comparatively analyzed. Fab fragments and CDR peptides were integrated into the system in different combinations, allowing for virus detection. The lowest detection limit was achieved in the LFA system developed with monoclonal antibodies. The developed method aims to provide a foundation for research into the diagnosis of not only SARS-CoV-2 but also potential pathogens. In this context, it is anticipated that the developed diagnostic tools could be effectively used against emerging pandemics in the future. Additionally, the integration of these methods into healthcare systems holds great potential for the early detection and control of infectious diseases.