Coronavirus: secretele laboratoarelor care lucrează cu agenți patogeni

Dacă oamenii de știință trebuie să testeze pentru viruși extrem de infecțioși și periculoși (de exemplu, pentru a dezvolta proceduri de diagnosticare și vaccinuri), laboratoarele de biosecuritate vor face posibil acest lucru. Evadarea agenților patogeni din aceste facilități este împiedicată de sistemele de securitate pe mai multe niveluri. Cu toate acestea, este mai bine să vă fie frică de greșelile din aceste locuri decât să excludeți complet posibilitatea acestora.

coronavirusul

Creat: 14 mai 2020 09:54
Modificat: 15 mai 2020 14:34

Printre teoriile despre originea epidemiei de coronavirus se numără faptul că virusul SARS-CoV-2 a fost eliberat dintr-un laborator de biosecuritate din Wuhan. Prin urmare, aceste instituții au devenit recent centrul de interes, care a fost înconjurat de un fel de ceață mistică. Temerile și rezervele cu privire la laboratoare sunt cauzate în parte de microbii înfricoșător de periculoși studiați acolo. Dispariția este bântuită de amintiri proaste datând din Războiul Rece, când armele biologice au fost dezvoltate de puteri opuse. Teama de frică nu este în întregime neîntemeiată, deoarece în ultimele decenii a existat puțin an în care nu a fost descoperit niciun alt agent patogen extrem de periculos pentru oameni. Că distrugerea lor nu este doar o posibilitate teoretică, se dovedește acum SARS-CoV-2.

Ca memento, pe lângă noul coronavirus care provoacă COVID-19, au apărut recent următoarele virusuri: HIV, MERS, SARS, gripa aviară, gripa porcină, Hendra, Lujo, Marburg, Lassa, Nipah, CCHF (Congo Crimeea hemoragic febră), Ebola, Zika etc. Ocazional, accidentele apar și în laboratoarele cu agenți patogeni mai noi și de mult cunoscuți. Acest lucru este demonstrat de virusul Marburg, care și-a primit numele de la locul unui incident nefericit care a implicat mai multe decese, sau cazul unui cercetător american care s-a infectat accidental cu o variolă modificată genetic teribil de periculoasă în toamna trecută.

Potrivit Organizației Mondiale a Sănătății (OMS), virusurile și bolile reinfecțioase (zoonoze) necunoscute până acum care s-au răspândit de la animale la oameni pot reprezenta o amenințare globală pentru sănătate. Din ce în ce mai mult, pe măsură ce oamenii intră în habitatul animalelor purtătoare de virus din ce în ce mai frecvent, crește și riscul infecției lor. De aceea, sunt necesare laboratoare speciale pentru a identifica agenții patogeni cât mai repede și mai fiabil posibil, și dezvoltarea procedurilor de diagnostic, terapeutic și vaccinare. Munca de diagnostic rapidă și fiabilă în laboratoarele de înaltă securitate este esențială chiar dacă se suspectează un atac bioterorist, a raportat Deutsche Welle.

Patru niveluri de biosecuritate

Fiecare agent patogen este împărțit în patru niveluri de biosecuritate (BSL) sau niveluri de agent patogen/protecție. La cel mai scăzut nivel de biosecuritate, sunt suficiente măsuri de precauție precum spălarea regulată a mâinilor și utilizarea unui echipament de protecție minim. Nivelurile mai ridicate de biosecuritate impun deja cerințe mai stricte condițiile pe care trebuie să le îndeplinească localurile, echipamentele și procesele de lucru. De exemplu, laboratoarele BSL-2 trebuie să poarte deja echipament de protecție individuală adecvat (EIP), inclusiv o haina de laborator și mănuși. Dar protecția ochilor și a feței poate fi purtată și la nevoie. Toate operațiile care amenință infecția prin aerosoli sau stropi sunt efectuate într-un așa-numit cabinet de biosecuritate (BSC).

Există multe fețe de pericol în site-urile de cercetare. De exemplu, în 2014, când Administrația SUA pentru Alimente și Medicamente (FDA) s-a mutat într-o locație nouă, sute de probe de virus din surse neidentificate au fost găsite într-o cutie de carton din colțul depozitului frigorific. S-au găsit șase fiole care conțin tulpini de variolă. Nimeni nu știa că sunt acolo și poate chiar că nimeni nu i-a deranjat încă din anii 1960. Oamenii de știință panicați au pus materialele în cutii, le-au sigilat cu bandă de ambalare și le-au dus la biroul supraveghetorului, încălcând regulile de securitate. Ulterior s-a dezvăluit că integritatea uneia dintre sticle a fost deteriorată, din fericire nu una care să conțină un virus mortal. Detalii!

Cu toate acestea, agenții patogeni cu adevărat periculoși sunt studiați în instituțiile de nivel 3 și nivel 4. Nivelul 3 de biosecuritate (BSL-3) este utilizat în mod obișnuit în cercetarea și activitatea de diagnostic care implică diverși microbi, unde infecția poate apărea și prin aerosoli și/sau poate provoca boli grave. Totuși, surprinzător SARS-COV-1, MERS-CoV și noul coronavirus SARS-COV-2 sunt în prezent doar clasificate BSL-3.

Nivelul de securitate 4 (BSL-4) este cel mai înalt nivel de precauții de biosecuritate. Este necesar atunci când se lucrează cu substanțe care pot fi răspândite cu ușurință în laborator prin transfer de aerosoli și care cauzează boli grave sau fatale la om și pentru care nu sunt disponibile vaccinări sau tratamente. Aceasta include o serie de viruși, cum ar fi virusul Ebola, virusul Marburg, virusul Lassa și virusul CCHF, care provoacă febra hemoragică din Congo Crimeea. Alți agenți patogeni tratați cu BSL-4 includ virusul Nipah, virusul Hendra și unele flavivirusuri.

Cât de sigur este laboratorul BSL-4?

Datorită măsurilor de protecție complexe, există doar aproximativ 50 de laboratoare de înaltă securitate la nivel BSL-4 la nivel mondial. Există aproximativ o duzină dintre acestea în Statele Unite, aproape zece în Regatul Unit, patru în Germania și două în Ungaria. Una este instalația Centrului de Cercetare János Szentágothai al Universității din Pécs, iar cealaltă este instalația Centrului Național de Sănătate Publică, care este singurul laborator BSL-4 din Europa Centrală creat special pentru scopuri de sănătate publică. Și, desigur, există două laboratoare BSL-4 extrem de sigure în China, dintre care unul este Institutul de Virologie Wuhan al Academiei de Științe din China, pe care unii îl consideră o sursă potențială a noului coronavirus SARS CoV-2.

Laboratoarele BSL-4 au fost dezvoltate pentru diagnosticarea și investigarea agenților patogeni care pun viața în pericol. Rolul lor este de a permite această lucrare să continue fără a pune în pericol personalul sau publicul. Prin urmare astfel de laboratoare de înaltă securitate sunt separate fizic și organizațional de clădirile din jur în așa fel încât persoanele neautorizate nici măcar să nu se poată apropia de facilități. Controlul strict al accesului, supravegherea video și alte măsuri de securitate sunt, de asemenea, necesare pentru certificare. Laboratoarele BSL-4 sunt unități etanșe complet independente, cu propria lor alimentare cu aer, energie și apă, asigurate special împotriva defecțiunilor tehnice.

Sistemele de securitate pe mai multe niveluri împiedică pătrunderea agenților patogeni în mediu. Pe de o parte, presiunea aerului de laborator este negativă, deci dacă apare o scurgere, aerul nu va mai putea scăpa. În plus, aerul de intrare și de ieșire este filtrat printr-un sistem cu niveluri (filtru HEPA) pentru a-l menține curat și pentru a dezactiva complet toate deșeurile și apele uzate. Toți pereții, tavanele și podelele laboratorului BSL-4 sunt acoperite cu un material impermeabil, ușor de curățat. Aceste suprafețe trebuie să fie rezistente la acizi, alcali și solvenți, precum și la dezinfectanți. Cercetătorii pot intra și ieși din laborator printr-un sistem de blocare a ușilor de securitate. Ușile se deschid doar în armonie între ele, astfel încât aerul curge întotdeauna la laborator când ușile sunt deschise și închise.

În Ungaria, grupul de cercetare virologică al Centrului de Cercetare János Szentágothai al Universității din Pécs a determinat mai întâi codul genetic complet al noului coronavirus (SARS-CoV-2). Cercetătorii dr. Sub conducerea lui Gábor Kemenesi, ca prim pas, un eșantion de secreții faringiene ale unui pacient infectat din Ungaria a fost prelucrat conform protocolului internațional. Ulterior, Péter Urbán și Gábor Endre Tóth, personalul Laboratorului de Genomică și Bioinformatică al Centrului, au determinat codul genetic al virusului folosind o tehnologie de secvențiere de nouă generație. Prelucrarea și analiza cantității mari de date au fost efectuate de personalul grupului de cercetare Bioinformatică, dr. Interpretat de Róbert Herczeg. Detalii!

Potrivit Institutului Robert Koch (care acționează ca autoritate federală pentru protecția și prevenirea bolilor din Germania), nu ar exista niciun pericol chiar dacă o aeronavă s-ar fi ciocnit cu un astfel de laborator BSL-4 sau o bombă ar fi explodat în apropierea sau în una dintre instituțiile sale. Asta pentru ca virusurile foarte sensibile la căldură ar fi complet inactivate de căldura generată în timpul unui astfel de eveniment. Institutul subliniază, de asemenea, că toți agenții patogeni apar în mod natural în anumite regiuni ale lumii și că teroriștilor le este mai ușor să le obțină acolo. Adică nu ar fi necesar să ataci un laborator bine protejat.

Cine lucrează în aceste laboratoare?

Accesul la laborator este limitat la câțiva profesioniști selectați special și trebuie să fie strict controlat. Ei poartă îmbrăcăminte de protecție gonflabilă, pentru tot corpul, care este autonomă. Pentru a proteja mâna, trebuie purtate două până la trei perechi de mănuși una peste alta, iar perechea exterioară trebuie să fie strâns atașată de manșeta costumului de protecție. În îmbrăcăminte de protecție completă (cântărind aproximativ 10 kilograme) activitatea fizică este foarte intensă, dar din punct de vedere psihologic este foarte stresant să lucrezi în această ținută. Prin urmare, timpul zilnic de lucru al oamenilor de știință din laborator este de doar aproximativ trei ore.

Numai cantități foarte mici de agenți patogeni care sunt cu adevărat necesari pentru cercetare sunt depozitate în laboratoare. Probele de sânge, țesut sau spută contaminate sunt prelucrate în așa-numitele cabine de siguranță sub capac de sticlă. Tehnicienii de laborator își așează mâinile în mănușile fixe ale stațiilor de lucru de siguranță și pot atinge numai echipamentele de lucru cu care manipulează substanțe infecțioase.

Principiul celor patru ochi

La sfârșitul sesiunilor, materialele de lucru sunt închise. Toate obiectele folosite sunt decontaminate într-un sistem de curățare cu autoclavă folosind căldură și presiune ridicate. Deșeurile de laborator sau apele uzate sunt inactivate, adică, virușii care ar fi putut intra ca urmare a procedurilor utilizate sunt omorâți. Angajații trebuie mai întâi să facă duș în hainele lor de protecție cu acid peracetic foarte diluat sau agenți antimicrobieni similari pentru a se dezinfecta înainte de a părăsi laboratorul. Angajații se dezbracă și fac din nou duș. Deoarece nu există instrumente de măsurare pentru infecția virală, de obicei, doi angajați lucrează împreună pentru a verifica dacă sunt deteriorate hainele și pentru a se ajuta să se îmbrace și să se dezbrace. Acest proces durează de obicei 15 până la 30 de minute.