आरटीपीसीआर म्हणजे काय?

- डॉ. प्रगती अभ्यंकर apragati10@gmail.com

वीस वर्षांपूर्वी, म्हणजे सन २००२ च्या साधारणतः शेवटी, चीनच्या गआंगडोंग प्रांतात तापसदृश आणि श्वसनसंस्थेशी संलग्न अशा जीवघेण्या रोगाची साथ आली. तिला SARS (सार्स - सीव्हिअर अक्युट रेस्पिरेटरी सिंड्रोम) असं नाव देण्यात आलं. या रोगाला जो विषाणू कारणीभूत होता त्याला SARS CoV असं नाव दिलं गेलं. रुग्णाला दिसणाऱ्या लक्षणांनुसार आणि महामारी-विज्ञानाच्या निकषांनुसार या आजाराचं निदान केलं जायचं. श्वसनसंस्थेशी संबंधित अनेक आजारांची लक्षणं ढोबळमानानं सारखीच असतात आणि त्यामुळे अचूक निदानासाठी एखाद्या खात्रीशीर आणि जलद अशा निदानचाचणीची आवश्यकता होती. याला जोड म्हणून तीन प्रकारच्या निदानचाचण्या शोधल्या गेल्या... १) संयुक्त पेशीविकासाद्वारे विषाणूंची वाढ, २) प्रतिपिंडांचा शोध, आणि ३) आरटीपीसीआर चाचणी (RT-PCR Reverse Transcription–Polymerase Chain Reaction : रिव्हर्स ट्रान्स्क्रिप्शन - पॉलिमरेज् चेन रिॲक्शन). यातील प्रत्येक प्रकारच्या चाचणीचे फायदे व तोटे होतेच.

डिसेंबर २०१९ पासून कोरोनाची (कोव्हिड-१९) साथ आली. फार काही कळायच्या आत, त्यावर काही कृती करायच्या आत हा कोरोना अत्यंत वेगानं जगभरात पसरू लागला. सुरुवातीलाच या संसर्गाची काही लक्षणं लक्षात आली होती; पण तीही बऱ्यापैकी अन्य प्रकारच्या विषाणूंमुळे होणाऱ्या आजारांसारखीच होती. ताप-खोकला-श्वास घेण्यास त्रास आणि वासाची संवेदना नसणं. या पार्श्वभूमीवर, एका वेगळ्या चाचणीची नितांत आवश्यकता होती; जेणेकरून, लक्षणं दिसत असलेल्या व्यक्तीच्या योग्य त्या नमुन्यांची चाचणी करून, तिचा जलद अहवाल तयार करून रुग्णाच्या उपचारांची उपाययोजना करता येईल.

मग कोरोना विषाणूसाठीही RT-PCR चाच उपयोग करण्यात येऊ लागला आणि तिच्या उपयुक्ततेमुळे आणि अचूकतेमुळे ही चाचणी कोरोनासाठी लवकरच प्रमाणित करण्यात आली.

विषाणूमध्ये दोन प्रकारची जनुकीय सामग्री आढळते. एक प्रकार म्हणजे, डीएनए असलेले विषाणू. डीएनएची रचना एखाद्या शिडीसारखी असते. यामध्ये दोन समांतर धाग्यांची, वेणीच्या पेडासारखी रचना दिसते. डीएनएमध्ये सर्व प्रकारची माहिती भरलेली असते. या माहितीच्या आधारे पेशींचं, संयुक्त पेशींचं, अवयवांचं व पर्यायानं संपूर्ण शरीराचं काम चालतं. डीएनए असलेल्या विषाणूंना ‘डीएनए विषाणू’ म्हणतात. दुसरा प्रकार म्हणजे, आरएनए विषाणू. आरएनएचं प्रमुख कार्य म्हणजे प्रथिनं तयार करण्यासाठी संदेश देणं.

कोरोना हा आरएनए प्रकारची जनुकीय सामग्री असलेला विषाणू आहे. अशा प्रकारच्या विषाणूंना स्वतःचं अस्तित्व कायम ठेवण्यासाठी आणि स्वतःसारख्या अनेक पेशी तयार करण्यासाठी शरीरात प्रवेश केल्यावर स्वस्थ, निरोगी पेशींची मदत घ्यावी लागते. पेशींच्या आत प्रवेश केल्यावर हे विषाणू स्वतःच्या जनुकीय सामग्रीचा, म्हणजे आरएनएचा उपयोग करून, शरीरातल्या पेशींचा ताबा घेतात आणि स्वतःसारखे अनेक नवीन विषाणू तयार करण्यासाठी पेशींना उद्युक्त करतात.

आरटी-पीसीआर करण्यासाठी कोरोना हा विषाणू शरीराच्या ज्या भागात शिरलेला असतो, तो ज्या भागात राहत असतो - उदाहरणार्थ : नाक आणि घसा - तेथील नमुने घेतले जातात. यालाच ‘स्वॅब’ असं म्हणतात. यावर अनेक प्रकारच्या रासायनिक प्रक्रिया करून त्यातील सर्व प्रकारची प्रथिनं आणि स्निग्धांश नष्ट केले जातात, ज्यायोगे फक्त आरएनए उरतो. हा आरएनए म्हणजे, त्या व्यक्तीचा आरएनए व विषाणू असल्यास त्याचा आरएनए यांचं मिश्रण असतं. पुढच्या टप्प्यात या आरएनएचं रूपांतरण डीएनएमध्ये केलं जातं (कारण, फक्त डीएनएच्या प्रती तयार करता येतात, आरएनएच्या प्रती तयार करता येत नाहीत).

विषाणू डीएनएच्या सदृश असलेले काही लहान असे डीएनएचे तुकडे/अंश यांमध्ये, नमुन्यातून तयार केलेला डीएनए मिसळला जातो. जर नमुन्यात विषाणूचा डीएनए असेल तर तो या तुकड्यांबरोबर जोडला जातो. हे मिश्रण मग

आर-टीपीसीआर मशीनमध्ये ठेवलं जातं. या मशिनमध्ये तापमानाच्या अनेक चढ-उताराच्या चक्रांनंतर काही रासायनिक प्रक्रिया केल्या जातात, ज्यांद्वारे हुबेहूब विषाणूच्या डीएनएसारख्या अनेक प्रती तयार होतात. प्रत्येक चक्रात ही संख्या दुप्पट होत जाते. साधारणपणे ३५ चक्रांनंतर अंदाजे ३५ अब्ज प्रती या प्रत्येक विषाणू डीएनएच्या तयार होतात. या प्रती जसजशा तयार होतात तसतसे फ्लोरोसंट रंगांचे मार्कर वापरून या रंगांची तीव्रता मशिनद्वारे मोजली जाते. हे मोजमाप एका ठराविक पातळीपर्यंत पोहोचले की कोरोना विषाणूचं अस्तित्व असल्याची खात्री देता येते. इथपर्यंत यायला किती चक्र लागली त्यावर संसर्गाची तीव्रता ठरवता येते. जितकी चक्र कमी तितका विषाणूचा संसर्ग जास्त.

रॅपिड अँटिजेन टेस्टसुद्धा (जलद प्रतिजन चाचणी) कोरोना विषाणूसाठी वापरली जाते. यात विषाणूच्या पृष्ठभागावर असलेल्या अँटिजेन्सचा (प्रथिनांचा एक प्रकार) शोध घेतला जातो. ही रासायनिक प्रकारची चाचणी असल्यामुळे तिचे निकाल अर्ध्या ते एक तासात मिळू शकतात. विषाणू शरीरात आहेत आणि लक्षणे नाहीत अशा बऱ्याच रुग्णांमध्ये हे निकाल चुकीचे येऊ शकतात. तेव्हा, खात्रीशीर टेस्टिंग किटच्या साह्यानं ही तपासणी करावी असं आवर्जून सुचवलं जातं.

सूक्ष्मजीवशास्त्राच्या आणखी एका पैलूविषयी पुढच्या भागात...

(लेखिका सूक्ष्मजीवशास्त्राच्या प्राध्यापिका आहेत)