La procedura standard si svolge in tre fasi:

1. Isolamento dell’RNA virale da tamponi prelevati dal naso o dalla gola.
2. Conversione della sequenza di RNA in una corrispondente sequenza di DNA (trascrizione inversa).
3. Amplificazione del numero di copie del DNA molti miliardi di volte fino a una quantità che può essere rilevata – questa fase finale è una qPCR (reazione a catena della polimerasi quantitativa).

La prima fase è un’estrazione chimica che è spesso automatizzata. I due passi seguenti sono eseguiti in un altro strumento chiamato macchina PCR. La specificità della qPCR (cioè la sua capacità di amplificare solo il materiale genetico virale) dipende dai primer che vengono utilizzati. Questi primer sono accuratamente selezionati per amplificare un segmento del genoma virale specifico e non il DNA dell’ospite o di altri agenti patogeni che possono trovarsi sul tampone. Questa procedura richiede diverse ore e non c’è modo di ridurla senza compromettere la sensibilità del test.

Sono stati sviluppati diversi nuovi test con l’obiettivo di ridurre il tempo impiegato per testare il virus e/o aumentare il numero di test che possono essere effettuati con gli strumenti disponibili. Un modo per ridurre il tempo impiegato è quello di combinare le fasi del test, o eliminare la necessità di isolare separatamente l’RNA virale. Un altro modo per ridurre il tempo è quello di ridurre il numero di fasi di amplificazione, ma questo rende il test meno sensibile.

Un altro sviluppo interessante è l’uso di ‘Amplificazione isotermica mediata da loop (LAMP)’. In una normale reazione PCR i campioni devono essere riscaldati, mantenuti ad alta temperatura, raffreddati e poi portati ad una temperatura intermedia. Questo ciclo deve essere ripetuto 30-40 volte e questo richiede tempo. Nella tecnica LAMP viene utilizzata una biologia molecolare molto intelligente in modo che la reazione possa procedere ad una sola temperatura (amplificazione isotermica). Questo non solo evita la necessità di lunghe fasi di cicli di temperatura, ma può anche essere fatto con strumenti più semplici. Lo svantaggio è che i reagenti richiesti sono più complessi e la tecnica è attualmente meno accurata/sensibile della qPCR standard. Tuttavia, essere in grado di ridurre il tempo del test a meno di 1 ora ha grandi vantaggi in alcune impostazioni.

Infine si possono considerare gli aspetti sociali del test. È molto più facile per le persone fornire i propri tamponi nasali o un campione di saliva da analizzare, ma tali campioni sono più probabilmente soggetti a variabilità e i campioni di saliva hanno generalmente meno virus da analizzare. Questo significa che è necessaria una maggiore sensibilità. Si può vedere che c’è un compromesso tra velocità, accuratezza e convenienza nei diversi test. Diversi parametri sono più importanti per ogni gruppo di persone. Per esempio, un test rapido potrebbe essere di primaria importanza in un aeroporto, mentre la massima accuratezza sarebbe più importante in un ospedale.

Rilevazione degli anticorpi

È importante ricordare che in ogni individuo c’è un momento in cui il virus può essere rilevato ma gli anticorpi non sono ancora stati prodotti, e un periodo successivo in cui il virus è stato eliminato ma gli anticorpi antivirali rimangono.Anche se ci sono molti elementi nella risposta immunitaria, la rilevazione di anticorpi specifici al virus è l’unico modo ragionevole per determinare se una risposta ha avuto luogo. Il test degli anticorpi può essere applicato a un gran numero di pazienti con relativa facilità. Gli anticorpi appaiono nel sangue quando una persona si riprende da un’infezione. Possono anche apparire nelle secrezioni come la saliva e le lacrime, ma la rilevazione nelle secrezioni è più difficile e può essere meno affidabile. Per questo motivo, i test rilevano gli anticorpi nel sangue (siero; la componente fluida del sangue). Il test diagnostico più comunemente usato per gli anticorpi è un ELISA (Enzyme Linked ImmunoSorbent Assay). Come notato sopra, gli anticorpi contro la proteina spike sono più rilevanti per la protezione contro l’infezione da coronavirus, ma gli anticorpi che riconoscono altre proteine virali (vedi Figura 2) possono essere utilizzati per stabilire se qualcuno è stato precedentemente infettato dal virus. Ogni ELISA può quantificare il livello di anticorpi contro una proteina virale. Per esempio, per rilevare gli anticorpi contro la proteina spike, la stessa proteina spike verrebbe usata come elemento di rilevamento nell’ELISA. Un ELISA richiede tipicamente ~2 ore per essere eseguito, ma questo può essere abbreviato senza compromettere molto la sensibilità del test.

Oggi ci sono molte aziende che cercano di sviluppare un dispositivo a flusso laterale (simile a un test di gravidanza domestico). Tali test potrebbero dare un risultato positivo o negativo sulla presenza o meno di un anticorpo che riconosce la SARS-CoV-2 nel fluido di prova (ad esempio, il sangue ottenuto da una puntura del dito) e possono essere effettuati in meno di 30 minuti. In questo caso, il test rileverebbe l’anticorpo contro un antigene della SARS-CoV-2, ma a differenza dell’ELISA, il test non è quantitativo. Test di questo tipo sono stati convalidati per altri virus, ma sono normalmente utilizzati solo nei laboratori. Non si sa ancora se sia possibile sviluppare un test per la SARS-CoV-2 di sufficiente precisione (settembre 2020). Per saperne di più, e per vedere una breve animazione che illustra come funziona un dispositivo a flusso laterale, leggete questo articolo di The Conversation.

È importante ricordare che in ogni individuo c’è un momento in cui il virus può essere rilevato ma gli anticorpi non sono ancora stati prodotti, e un periodo successivo in cui il virus è stato eliminato ma gli anticorpi antivirali rimangono (Figura 4). Nel mezzo c’è una finestra temporale limitata in cui sia il virus che gli anticorpi possono essere rilevati. È essenziale che l’accuratezza di qualsiasi test sia molto alta, poiché risultati falsi positivi potrebbero avere gravi conseguenze per l’individuo; penserebbe di essere immune alla SARS-CoV-2 quando non lo è.

Questo articolo è stato aggiornato il 25/09/20 per riflettere nuovi sviluppi.