Bakterier, virus, parasiter och svampar är alla mikroorganismer som kan analyseras med olika molekylärbiologiska tekniker.
Inom Klinisk mikrobiologi, Unilabs används molekylär teknik för ett flertal analyser, ofta kallat molekylärbiologi. Man kan välja att analysera proverna för en specifik organism, eller med en bredare analys (multiplex analys) där man i ett prov letar efter många olika mikroorganismer samtidigt. Man kan också påvisa förekomst av bakterier i sterila prover såsom ledvätska och likvor.
Många virusanalyser som tidigare utfördes med odling eller immunofluorescens utförs idag med någon molekylärbiologisk amplifieringsteknik.
Man kan även påvisa kända resistensgener. Ett exempel är mecA-genen som är specifik för meticillinresistens hos S aureus, MRSA.
Alla mikroorganismer innehåller arvsmassa, uppbyggd av nukleinsyra (RNA eller DNA).
RNA, ribonukleinsyra, är en enklare variant av arvsmassa, och den återfinns ofta hos virus, t.ex. influensa och Calici(noro)virus. Arvsmassan kan då lättare ändras hos dessa organismer och nya varianter dyker upp med tiden, vilket kan ge säsongsvariation.
Alla övriga organismer, inklusive människan, har arvsmassa uppbyggd av DNA, deoxyribonukleinsyra.
När man använder molekylärbiologiska tekniker för att påvisa mikroorganismer i ett prov, så detekteras arvsmassan efter att den kopierats.
För att kopiering (amplifiering) av arvsmassan ska kunna ske så måste cellerna öppnas upp med kraftiga kemikalier, mekaniskt, med värme, kyla eller kombinationer av dessa. Arvsmassan kan då ”fiskas ut” på små magnetkulor och renas från övrigt material som finns med i provet som kan störa eller inhibera den efterföljande analysen. Detta utförs oftast automatiskt i robotar, så kallade extraktionsinstrument. En liten del av den framrenade arvsmassan används senare för kopiering med t.ex PCR-teknik, som är den vanligaste amplifieringstekniken på de mikrobiologiska laboratorierna idag.
Även metoderna förkortade LAMP (Loop Mediated Isothermal Amplification) och TMA (Transcription Mediated Amplification) används idag inom molekylär mikrobiologi. En gemensam benämning på denna typ av molekylära tekniker är ”NAAT”, Nucleic Acid Amplification Techniques.
Kopiering av en liten del av arvsmassan, ofta en del av en gen, sker med de byggstenar som ingår i arvsmassan, värme och enzymer i speciella instrument. Polymerase Chain Reaction (PCR), innebär att man startar en kedjereaktion med ett enzym, polymeras, som kan kopiera arvsmassan på konstgjord väg. Man utför detta i ett cykliskt förlopp där kopieringen då blir exponentiell. Då man har tillverkat många kopior, uppemot 1 miljard i ett litet rör med en volym på totalt 20 mikroliter, kan man binda in en fluorescerande molekyl till varje kopia och därmed få en ljussignal från de positiva proverna. De negativa proverna förblir släckta.
Ljussignalen mäts kontinuerligt, i realtid, i PCR-instrumentet under 1 - 3 timmar beroende på vald analys.
Detta kallas realtids-PCR och är en mycket känslig, specifik och snabb metod.
- En fördel är att många olika provmaterial kan användas för analys. Teoretiskt behövs endast 1 kopia av organismens arvsmassa som startmaterial för att det ska kunna kopieras med PCR och sedan detekteras. Svaren kan vara kvalitativa eller kvantitativa. Ofta svaras dessa analyser ut som ”mikroorganism påvisad” eller ”mikroorganism ej påvisad”.
- En begränsning med molekylär detektion är att man bara får svar på det man specifikt frågat efter.
- Ett negativt svar behöver inte nödvändigtvis betyda att mikroorganismen inte finns där, bara att den inte påvisats vid just detta provtagningstillfälle.
- Bara en liten del av ett prov används för analysen, vilket innebär att ett svagt positivt prov med få organismer slumpmässigt kan hamna under detektionsgränsen för metoden som använts.