Руководство преподавателя. Этот протокол сопровождает ИФА игрой, в которой ученики должны обмениваться своими образцами, моделируя «распространение болезни»

Этот протокол сопровождает ИФА игрой, в которой ученики должны обмениваться своими образцами, моделируя «распространение болезни». Каждому ученику дается образец, один или два из которых «заражены» (т.е. содержат антиген). После того как ученики совершат ряд обменов образцами («контактов») со своими товарищами, они тестируют их с помощью ИФА. Оказывается, что у большей части класса анализ положительный! Таким образом, ученики получают представление о том, как болезнь распространяется в популяции и оказываются заинтересованы этим вопросом. Этот протокол имитирует распространение таких болезней как атипичная пневмония, простуда, грипп, ВИЧ и заболеваний, передающихся половым путем. В приложении С приведены описания некоторых болезней и возможные «сценарии» для лабораторной работы. Разумеется, можно провести работу и не указывая конкретную «болезнь».

План уроков

Общий план работы

Шаг 1: ученики «контактируют» друг с другом, смешивая свой образец с образцами других учеников. Двое учеников смешивают свои образцы и каждый забирает половину смешанного образца. Каждый ученик обменивается один или два раза (в зависимости от размера класса) и записывает имена тех, с кем обменялся.

Шаг 2: с помощью микропипетки 50 мкл из образца каждого ученика, вместе с положительным и отрицательным контролями, добавляется в лунки плашки и инкубируется 5 минут, чтобы дать возможность белкам в составе образца связаться со стенками лунки. Затем лунки промываются промывочным буфером (PBST: фосфатно-солевой буфер, содержащий 0.05% Твин 20) который кроме того блокирует оставшиеся свободными возможные места связывания для белков в лунке.

Шаг 3: в каждую лунку добавляется 50 мкл раствора первичных антител и инкубируется 5 мин при комнатной температуре. Первичные антитела узнают антигены («возбудителей болезни») и связываются с ними. Затем лунки опять промываются промывочным буфером, чтобы удалить несвязавшиеся антитела.

Шаг 4: в каждую лунку добавляется 50 мкл раствора вторичных антител, конъюгированных с пероксидазой и инкубируется 5 мин. Вторичные антитела узнают первичные антитела и связываются с ними. Пероксидаза это фермент, который окисляет хромогенный субстрат, что изменению его цвета. Лунки промываются PBST чтобы удалить несвязавшиеся вторичные антитела.

Шаг 5: в каждую лунку добавляется 50 мкл раствора субстрата (ТМБ) и ученики наблюдают за развитием окраски. Если в образце присутствовал антиген, то в данной лунке также будет присутствовать пероксидаза, и в течение 5 минут раствор в лунке посинеет. Если антигена в образце не было, раствор останется бесцветным.

Типичные результаты ИФА

Использование результатов анализов для того, чтобы проследить «распространение болезни».

Число положительных результатов в классе будет зависеть от того, сколько образцов, содержащих антиген, было с самого начала. Вы можете отследить как «болезнь» распространяется по классу.

Вы можете попросить ваших учеников, чтобы они сами придумали, как именно отследить распространение болезни, или воспользоваться таблицей для результатов, приведенной в руководстве для учеников. Нарисуйте таблицу на доске (или воспользуйтесь проектором). Попросите каждого ученика подойти и написать (+) или (-) в столбце с результатами ИФА. В зависимости от этого они также пишут (+) или (-) напротив имен тех, с которыми они менялись. Например, если результат Саши положительный, и он менялся с Ваней, Катей и Ильдаром, он пишет (+) напротив своего имени и напротив имен Вани, Кати и Ильдара. Ученики, напротив имен которых будет больше всего плюсов, выявляются как ранние источники инфекции.

Вопрос: почему невозможно отследить инфекцию до одного-единственного ученика?

Ответ: когда ученик, исходно бывший источником инфекции, обменивается своим образцом с товарищем, напротив имени последнего будет стоять столько же плюсов. Это проблема, с которой эпидемиологи сталкиваются при решении реальных задач. Именно поэтому им зачастую приходится изучать истории болезней, места нахождения пациентов и их поведение. Вы также можете попросить учеников провести более подробный анализ, например вспомнить, в каком порядке происходил обмен образцами.

У эпидемиологов редко бывают данные анализов пациентов до вспышки болезни и редко когда им удается проследить источник заболевания до конкретного человека. У вас есть преимущество: вы знаете, кто получил «инфицированные» образцы. Вы можете определить, насколько близки к истине оказались догадки ваших учеников.