Published October 31, 2023 | Version v1
Publication Open

Validation of quantitative loop-mediated isothermal amplification assay using a fluorescent distance-based paper device for detection of Escherichia coli in urine

Creators

  • 1. King Mongkut's University of Technology Thonburi
  • 2. National Science and Technology Development Agency
  • 3. National Center for Genetic Engineering and Biotechnology
  • 4. Phramongkutklao Hospital

Description

Abstract Uropathogenic Escherichia coli (UPEC) causes up to 90% of urinary tract infections (UTI) which is more prevalent among females than males. In urine, patients with symptomatic UTI usually have a high concentration of bacterial infection, ≥ 10 5 colony-forming units (CFU) per mL, in which the culture method is regularly the gold standard diagnosis. In this study, a simple and inexpensive distance-based paper device (dPAD) combined with the fluorescent closed tube LAMP assay was validated for simultaneously screening and semi-quantifying the infection level of E. coli in 440 urine samples of patients with UTI. The dPAD could measure the LAMP amplicons and semi-quantify the levels of E. coli infection in heavy (≥ 10 4 CFU/mL), light (≤ 10 3 CFU/mL) and no infection. The sensitivity and specificity had reliable performances, achieving as high as 100 and 92.7%, respectively. The one step LAMP assay could be performed within 3 h, which was 7.5 times faster than the culture method. To empower early UTI diagnosis and fast treatment, this inexpensive dPAD tool combined with the fluorescent closed tube LAMP assay is simple, reliably fast and practically portable for point-of-care settings, particularly in resource-limited areas, which can be set up in all levels of healthcare facilities.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يسبب المستخلص الإشريكية القولونية (UPEC) ما يصل إلى 90 ٪ من التهابات المسالك البولية (UTI) وهي أكثر انتشارًا بين الإناث منها بين الذكور. في البول، عادة ما يكون لدى المرضى الذين يعانون من التهاب المسالك البولية العرضي تركيز عالٍ من العدوى البكتيرية، ≥ 10 5 وحدات تشكيل مستعمرة (CFU) لكل مل، حيث تكون طريقة الاستزراع هي التشخيص القياسي الذهبي بانتظام. في هذه الدراسة، تم التحقق من صحة جهاز ورقي بسيط وغير مكلف يعتمد على المسافة (dPAD) جنبًا إلى جنب مع اختبار مصباح الأنبوب المغلق الفلوري لفحص مستوى عدوى الإشريكية القولونية في 440 عينة بول لمرضى التهاب المسالك البولية في وقت واحد. يمكن أن يقيس dPAD أمبليكون المصباح ويحدد مستويات عدوى الإشريكية القولونية بشكل ثقيل (≥ 10 4 CFU/مل)، خفيف (≤ 10 3 CFU/مل) ولا يوجد عدوى. كان للحساسية والخصوصية أداء موثوق، حيث حققتا ما يصل إلى 100 ٪ و 92.7 ٪ على التوالي. يمكن إجراء اختبار المصباح المكون من خطوة واحدة في غضون 3 ساعات، والذي كان أسرع 7.5 مرات من طريقة الاستزراع. لتمكين التشخيص المبكر لالتهاب المسالك البولية والعلاج السريع، فإن أداة dPAD غير المكلفة هذه جنبًا إلى جنب مع اختبار مصباح الأنبوب المغلق الفلورسنت بسيطة وسريعة وموثوقة وقابلة للنقل عمليًا لإعدادات نقطة الرعاية، لا سيما في المناطق المحدودة الموارد، والتي يمكن إعدادها في جميع مستويات مرافق الرعاية الصحية.

Translated Description (French)

Résumé Escherichia coli uropathogène (UPEC) provoque jusqu'à 90 % des infections des voies urinaires (IVU), ce qui est plus fréquent chez les femmes que chez les hommes. Dans l'urine, les patients présentant une infection urinaire symptomatique ont généralement une forte concentration d'infection bactérienne, ≥ 10 5 unités formant colonie (UFC) par mL, dans laquelle la méthode de culture est régulièrement le diagnostic de référence. Dans cette étude, un dispositif papier simple et peu coûteux basé sur la distance (dPAD) combiné au test fluorescent à LAMPE à tube fermé a été validé pour le dépistage et la semi-quantification simultanés du niveau d'infection d'E. coli dans 440 échantillons d'urine de patients atteints d'infection urinaire. Le dPAD pourrait mesurer les amplicons de la LAMPE et semi-quantifier les niveaux d'infection à E. coli dans les cas lourds (≥ 10 4 UFC/mL), légers (≤ 10 3 UFC/mL) et sans infection. La sensibilité et la spécificité avaient des performances fiables, atteignant respectivement 100 et 92,7%. Le test de la LAMPE À une étape a pu être effectué en 3 h, ce qui était 7,5 fois plus rapide que la méthode de culture. Pour permettre un diagnostic précoce des infections urinaires et un traitement rapide, cet outil de dPAD peu coûteux combiné au test fluorescent à LAMPE à tube fermé est simple, fiable et pratiquement portable pour les établissements de soins, en particulier dans les zones à ressources limitées, qui peuvent être mis en place à tous les niveaux des établissements de santé.

Translated Description (Spanish)

Resumen La Escherichia coli uropatógena (UPEC) causa hasta el 90% de las infecciones del tracto urinario (ITU), que es más prevalente entre las mujeres que entre los hombres. En orina, los pacientes con ITU sintomática suelen tener una alta concentración de infección bacteriana, ≥ 10 5 unidades formadoras de colonias (UFC) por ml, en la que el método de cultivo es regularmente el diagnóstico estándar de oro. En este estudio, se validó un dispositivo de papel basado en distancia (dPAD) simple y económico combinado con el ensayo de LÁMPARA fluorescente de tubo cerrado para detectar y semicuantificar simultáneamente el nivel de infección por E. coli en 440 muestras de orina de pacientes con ITU. El dPAD podría medir los amplicones de la LÁMPARA y semicuantificar los niveles de infección por E. coli en pesado (≥ 10 4 UFC/ml), ligero (≤ 10 3 UFC/ml) y sin infección. La sensibilidad y la especificidad tuvieron rendimientos fiables, alcanzando hasta el 100 y el 92,7%, respectivamente. El ensayo LAMP de un paso se pudo realizar en 3 h, que fue 7.5 veces más rápido que el método de cultivo. Para potenciar el diagnóstico temprano de ITU y el tratamiento rápido, esta herramienta dPAD económica combinada con el ensayo de LÁMPARA fluorescente de tubo cerrado es simple, fiable y prácticamente portátil para entornos de punto de atención, particularmente en áreas con recursos limitados, que se pueden configurar en todos los niveles de centros de salud.

Files

s41598-023-46001-6.pdf.pdf

Files (2.5 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:2c840a5bf28c3673bb1628f2ad065acd
2.5 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التحقق من صحة اختبار التضخيم الحراري المتساوي الحلقي الكمي باستخدام جهاز ورقي قائم على مسافة الفلورسنت للكشف عن الإشريكية القولونية في البول
Translated title (French)
Validation du test d'amplification isotherme quantitatif à médiation par boucle à l'aide d'un dispositif en papier fluorescent basé sur la distance pour la détection d'Escherichia coli dans l'urine
Translated title (Spanish)
Validación del ensayo cuantitativo de amplificación isotérmica mediada por bucle utilizando un dispositivo de papel fluorescente basado en la distancia para la detección de Escherichia coli en orina

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4388039336
DOI
10.1038/s41598-023-46001-6

Is supplement to
https://openalex.org/W4225401919 (Other)
https://openalex.org/W2964293783 (Other)
https://openalex.org/W2945075252 (Other)
https://openalex.org/W2942477109 (Other)
https://openalex.org/W2390156094 (Other)
https://openalex.org/W2385043201 (Other)
https://openalex.org/W2378351399 (Other)
https://openalex.org/W2069913772 (Other)
https://openalex.org/W2009233031 (Other)
https://openalex.org/W2003087030 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W15712792
  • https://openalex.org/W1808607766
  • https://openalex.org/W1907660394
  • https://openalex.org/W1997325329
  • https://openalex.org/W2023683042
  • https://openalex.org/W2025302675
  • https://openalex.org/W2042201973
  • https://openalex.org/W2056582109
  • https://openalex.org/W2060297877
  • https://openalex.org/W2062121238
  • https://openalex.org/W2063312112
  • https://openalex.org/W2063533401
  • https://openalex.org/W2086524352
  • https://openalex.org/W2093906324
  • https://openalex.org/W2101182625
  • https://openalex.org/W2105275554
  • https://openalex.org/W2112204987
  • https://openalex.org/W2113565511
  • https://openalex.org/W2126868190
  • https://openalex.org/W2131891465
  • https://openalex.org/W2134891617
  • https://openalex.org/W2160437779
  • https://openalex.org/W2162602118
  • https://openalex.org/W2163186898
  • https://openalex.org/W2164291489
  • https://openalex.org/W2165186144
  • https://openalex.org/W2177590639
  • https://openalex.org/W2401362920
  • https://openalex.org/W2526693370
  • https://openalex.org/W2582089661
  • https://openalex.org/W2596930014
  • https://openalex.org/W2610117249
  • https://openalex.org/W2621328608
  • https://openalex.org/W2725901771
  • https://openalex.org/W2798135673
  • https://openalex.org/W2891742057
  • https://openalex.org/W2896770224
  • https://openalex.org/W2911962538
  • https://openalex.org/W2942340505
  • https://openalex.org/W2949428753
  • https://openalex.org/W2970441326
  • https://openalex.org/W3012933699
  • https://openalex.org/W3023614981
  • https://openalex.org/W3047601843
  • https://openalex.org/W3091009176
  • https://openalex.org/W3131550265
  • https://openalex.org/W3165007866
  • https://openalex.org/W3168944402
  • https://openalex.org/W3176691969
  • https://openalex.org/W3195895813
  • https://openalex.org/W4293109674