Многие исследования микробиома искажены контаминацией

Многие опубликованные исследования микробиома, вероятно, были загрязнены и могут ошибочно сообщать о присутствии микроорганизмов, непреднамеренно занесённых из лабораторной среды, говорится в исследовании, опубликованном в журнале открытого доступа BMC Biology. Эти выводы могут объяснить, почему неожиданные бактерии ранее обнаруживались в клинических образцах, и предполагают, что исследования могли преждевременно предлагать связи с заболеваниями.

Новые технологии секвенирования ДНК способствовали быстрому расширению исследований микробиома. Однако новое исследование под руководством Института Сэнгера систематически показывает, что загрязняющие бактерии легко попадают из наборов для экстракции ДНК, химических реагентов и лабораторной среды и могут влиять на результаты анализа микробиома.

Исследователи обнаружили, что в некоторых случаях в контрольных образцах присутствовало 270 различных разновидностей бактерий, тогда как при отсутствии загрязнения наблюдалась бы только одна разновидность. Образцы с низким количеством материала или «биомассы», такие как взятые из крови или лёгких, были гораздо более подвержены загрязнению, чем образцы с высокой биомассой из фекалий.

Доктор Алан Уокер, руководивший исследованием в Институте Сэнгера, заявил, что образцы с низкой биомассой восприимчивы к загрязняющей ДНК из любого источника, что может критически повлиять на результаты исследований.

Впервые исследователи систематически оценили влияние контаминации на образцы с разной биомассой. Они взяли чистую культуру бактерий Salmonella bongori и исследовали сообщества бактерий, обнаруженные при различных разведениях культуры. С увеличением разведений наблюдался рост количества загрязняющей бактериальной ДНК, а при наибольших разведениях количество загрязняющей ДНК даже превысило исходную ДНК Salmonella.

Исследование повторили в разных лабораториях, и обнаружилось, что загрязняющие разновидности бактерий различались между локациями из-за загрязнителей в разных химических реагентах и окружающей среде. Многие из загрязняющих бактерий обычно встречаются в почве, воде и на коже человека.

Исследователи также обнаружили значительное совпадение между разновидностями загрязняющих бактерий в их исследовании и теми, которые ранее отмечались как значимые в исследованиях микробиома с низкой биомассой. Авторы утверждают, что в то время как эти разновидности могли действительно присутствовать в предыдущих образцах, во многих случаях они были биологически неожиданными.

В качестве примера влияния контаминации команда также исследовала мазки из носа из лагеря беженцев на тайско-бирманской границе. Исследователи изначально наблюдали закономерности вариаций назального микробиома, но позже поняли, что они были просто вызваны различными типами загрязнения от разных партий наборов для экстракции ДНК.

Для решения этих проблем авторы предлагают ряд шагов при изучении образцов с низкой биомассой:

• Использование отрицательных контролей для идентификации загрязняющих бактерий.
• Максимизация биомассы исходного образца с помощью фильтрации или обогащения.
• Минимизация риска загрязнения во время сбора образцов.