Новое исследование может революционизировать геномное секвенирование устойчивых к антибиотикам бактерий

Новая технология секвенирования ДНК с использованием нанопор на устройстве размером с USB-флешку может быть использована для диагностики инфекций. К такому выводу пришли исследователи из Университета Восточной Англии и Public Health England.

Учёные протестировали новую технологию на сложной задаче — определении причины устойчивости к антибиотикам у нового мультирезистентного штамма бактерии, вызывающей брюшной тиф.

Результаты, опубликованные в журнале Nature Biotechnology, показывают, что компактная, доступная и экономичная технология может произвести революцию в геномном секвенировании.

Современная технология детального секвенирования с длинными прочтениями (long read) требует дорогостоящего оборудования (около £500 000), сложна в исполнении и, как правило, доступна только в специализированных лабораториях.

Исследовательская группа протестировала новое устройство MinION от Oxford Nanopore Technologies Ltd. Аппарат генерирует длинные прочтения, используя другую методологию, не требующую оптической визуализации, но за малую долю стоимости (ожидаемая цена около £650 за устройство). Эти длинные прочтения критически важны для определения местоположения генов устойчивости.

Исследователи доказали эффективность устройства, успешно картировав гены множественной лекарственной устойчивости в штамме Salmonella Typhi гаплотипа H58, который недавно получил глобальное распространение.

Они точно определили местоположение в хромосомной структуре, где находятся гены, обеспечивающие устойчивость к лекарствам, — так называемый островок антибиотикорезистентности. MinION потребовалось всего 18 часов для получения результатов, сопоставимых по точности с текущими технологиями.

Ведущий исследователь доктор Джастин О'Грейди из Медицинской школы Норвича UEA заявил: "Эта технология революционизирует способ характеристики быстрого распространения возникающих инфекционных заболеваний, устойчивых к антибиотикам".

"Такой анализ ранее занимал месяцы с использованием традиционных методов из-за обширного лабораторного анализа после секвенирования. К моменту получения результатов они могут оказаться уже неактуальными для клинической диагностики и разработки мер общественного здравоохранения".

"Это первое в мире опубликованное исследование, демонстрирующее огромный потенциал секвенирования MinION для решения важных и сложных биологических проблем".

"Лаборатории общественного здравоохранения и клинические лаборатории вскоре могут получить легкий доступ к этой быстрой и дешёвой технологии, которая в сочетании с секвенированием коротких прочтений способна предоставлять полностью собранные бактериальные геномы. Дальнейшие улучшения системы, вероятно, устранят необходимость в данных коротких прочтений".

"Технология MinION потенциально может обеспечить идентификацию бактерий, диагностику инфекционных заболеваний и обнаружение лекарственной устойчивости непосредственно в месте оказания медицинской помощи".

"Такой тип технологий делает секвенирование нового поколения доступным для учёных по всему миру".