Våre løsninger for en enklere hverdag med NGS

Mikrobiologi

Medisinsk mikrobiologi er et fagfelt innen medisinen som tar for seg mikroorganismer som kan forårsake sykdom hos mennesker og den immunologiske respons ved slik sykdom. Organismene dette dreier seg om blir ofte grovt inndelt i bakterier, virus, sopp, protozoer og flercellete parasitter.

De mikrobiologiske laboratorienes rolle er raskest mulig å påvise og karakterisere smittestoffer og / eller eventuelt antistoffsvar hos pasienter med mistenkt infeksjon. Dette er viktig for best mulig behandling av den enkelte pasient, og er nødvendig for så raskt som mulig å oppdage et utbrudd, identifisere smittekilder i utbrudd, sanere smittereservoar og iverksette forebyggende tiltak mot videre smittespredning. Kliniker må sikre adekvate prøver helst før eventuell start av antibiotikabehandling.

NGS

Sekvensering er en prosess som kartlegger organismers arvemasse (DNA) ved baserekkefølgen i et gen eller et helt genom. Under de seneste tiårene er det utviklet nye teknikker for å sekvensere som er mer effektive og mindre kostbare. NGS er en forkortelse for «Neste generasjon sekvenseringsmetoder» og betegner en type sekvenserings-teknologi hvor et stort antall DNA segmenter sekvenseres samtidig i en reaksjon. Dette har medført en stor forbedring i molekylæregenetisk diagnostikk ved at man kan analysere hele eksomet eller genomet i en prøve, og filtrere ut de gener som er relevante å se på. Bioinformatikk er en essensiell og integrert del av NGS, da det er store mengder data som håndteres¹.

Mens mange begrensninger med bruken av NGS i kliniske mikrobiologilaboratorier blir overvunnet med reduserte kostnader, utvidelse av patogensekvensdatabaser og bedre dataanalyseverktøy, er det fortsatt mange utfordringer med rutinemessig bruk og implementering av disse metodene.

Human bakgrunn

En av de største utfordringene med shotgun metagenomikk er den overveldende mengden verts-DNA som finnes i primære kliniske prøver. Selv med mulighetene for å fjerne humane sekvenser under databehandling, så vil kostnadene bli høyere ved reagensbruk av unødvendig sekvensering². Mikrobielle DNA-anrikingsmetoder gir potensialet til å redusere humant bakgrunn³. Vår leverandør Molzym tilbyr både manuelle og automatiske, CE-IVDR og RUO verktøy for å degradere humant DNA og isolere mikrober for nedstrømsanalyser som short-read og long-read sekvensering samt sanger sekvensering.

Bioinformatikk

En annen utfordring er store datamengder som må lagres. Vår leverandør MGI  tilbyr en av de raskeste short-read sekvensatorene på markedet, DNBSEQ-G99, og her kan man velge en variant med innebygget bioinformatikkdel. Denne har en lagringskapasitet på ca. 7Tb. Dette vil si ca. 300 Fastq-filer ved PE150 sekvensering. Den har også mulighet for integrert programvare for databearbeiding som blir jevnlig oppdatert og har en stor database. Platform of Microorganisms Fast Identification (PFI) kan benyttes til identifisering av mikroorganismer, samt resistens og virulens deteksjon. Programvaren er enkel i bruk uten bioinformatikk kunnskaper, og kan startes automatisk etter endt sekvensering for en rask og effektiv rapport generering.

Long-read sekvensering

I 2023 inngikk vi et samarbeid med NimaGen, som tilbyr 16S-sekvensering for Oxford Nanopore Technologies. 

• En arbeidsflyt like enkel som standard PCR, uten behov for dyrking
• Prøve-til-resultat innen 8 timer, oppnådd mens sekvensering fortsatt pågår
• NGS-data av høy kvalitet fra så lite som 0,1 pg mikrobiell DNA
• Kompatibel med alle ONT-plattformer

Kilder

¹. Smittevernhåndboka FHI

². From the Pipeline to the Bedside: Advances and Challenges in Clinical Metagenomics

³. Comparison of microbial DNA enrichment tools for metagenomic whole genome sequencing